Program

Preliminary Programme from December 8th to 10th, 2020

An international session during 2 days on Dec 8 & 9th, exclusively in english

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  • Lundi 7 Décembre 2020
  • Mardi 8 Décembre 2020
  • Mercredi 9 Décembre 2020
  • Jeudi 10 Décembre 2020
  • Vendredi 11 Décembre 2020
Cliquez sur les blocs pour voir le détail des conférences
7:00
MONTAGE STANDS NUSMOUNTING
14:00
ACCES AUX STANDS EQUIPESMOUNTING
08:00
ACCES EXPOSANTSOpening to exhibitors Hall Exposition/Exhibition
08:30
OUVERTURE DU CONGRESOPENING OF THE COFREND DAYSHall Exposition/Exhibition
10:30
PLENIERE D'OUVERTUREOPENING PLENARYAuditorium - Palais des congrès

10h30 – 10h45 : Mot de Bienvenue / Welcome – Président de la COFREND

10h45 – 11h45 : Plénière d’ouverture par / Opening Plenary by
Bernard BIGOT – Directeur Général ITER (International Fusion Energy Organization)

11h45 – 12h00 : Mot de la Région Sud

12h00 – 12h30 Tour inaugural de l’Exposition / Inauguration Tour of the Exhibition

12:30
DEJEUNERLUNCHHall Exposition/Exhibition
13:30
PLENIERE SCIENTIFIQUEPLENARY SCIENTIFIC SESSIONAuditorium - Palais des congrès
14:30
MA.1.AEND Robotisés IPalais des Congrès

14:30 MA.1.A.1
Méthodologie de développement d’un système CND industriel automatisé, numérique intégré à la production, compatible “usine 4.0”
Lionel gay – Safran Composites / Co-auteur : Maillard Samuel, Benoît Bazin – Safran SA, Fredéric Vétil – Safran Aircraft Engine, Marc Garas, Anselme Clavier – Safran Engineering Services
Safran a développé et validé une approche méthodologique adaptée à la conception de systèmes CND industriels, automatisés et numériques, intégrés à la production et adaptés au concept “usine 4.0”. La méthodologie vise à maîtriser les risques et les coûts de développement via des étapes clés et une montée en maturité par passage de trl (Technology Readyness Level). Le processus a été validé par le Retour d’Expérience de systèmes CND déployés en Production chez Safran. L’architecture de ces systèmes est construite autour de briques technologiques polyvalentes (hardware et software), capables d’être adaptées ou configurées selon les spécificités de la pièce à inspecter. Ces systèmes génèrent de façon automatique le rapport d’inspection ainsi que des métadonnées qui assurent d’une part, le suivi du système (tel que sa fiabilité et le vieillissement des équipements de la chaîne de mesure) et d’autre part, le suivi de la qualité de fabrication par MSP (Maîtrise Statistique des Procédés).

14:50 MA.1.A.2
Robotisation des contrôles par ultrasons multiéléments : Deux cas d’application
Guillaume Pors – Cetim / Co-auteur : Oriane Fedrigo Cetim
La nécessité de gagner en productivité dans les phases de contrôle (augmentation des cadences) amène le Cetim à développer de nouvelles solutions robotisées utilisant des moyens CND existants et/ou innovants. Les travaux portent sur les moyens mis en œuvre pour acquérir les données, les traiter mais aussi pour les visualiser le plus fidèlement possible (vue 3D). Le premier cas d’application traite d’un contrôle robotisé de soudure thermoplastique dans un cadre de production. Le second porte sur un projet européen dont un des objectifs était le développement d’une méthodologie de contrôle automatique d’un hublot en composite. Application contrôle de soudure thermoplastique : L’objectif de cette étude est de robotiser un contrôle des soudures de vannes en plastique. Sur ces vannes, deux tubes sont soudés par emboitement. La première phase de ce projet a consisté à développer une méthode de contrôle par ultrasons multiéléments permettant la détection d’un panel de défauts représentatifs de ceux potentiellement générés en production. Suite à cette phase d’étude, le contrôle a ensuite été robotisé. Un cobot est utilisé pour manipuler les pièces et les positionner dans la zone de contrôle. Une sanction automatique est ensuite réalisée pendant le contrôle. Celle-ci a été intégrée à la configuration de contrôle de manière à ce que le cobot puisse déposer les pièces rebutées dans une zone spécifique et remettre les pièces conformes dans le processus de production en fonction des résultats du contrôle. Application contrôle de hublots composites : L’objectif de cette étude est d’automatiser le contrôle par ultrasons multiéléments d’un hublot en composite et de réaliser un traitement de données permettant de visualiser les résultats en 3 dimensions. L’un des verrous technologiques dans cette application est lié à la géométrie de la pièce. Dans un premier temps, une étude a été nécessaire afin de définir la méthodologie de contrôle la plus adaptée au matériau, à la géométrie de la pièce, aux défauts recherchés et enfin au temps de cycle de contrôle. Une fois les configurations de contrôle figées, un cobot a été programmé afin de déplacer les capteurs au-dessus de la pièce, en suivant le profil de la pièce. Une fois cette étape réalisée, un traitement des données spécifique de type reconstruction, permet de visualiser, sous un logiciel d’analyse de tomographie, des cartographies de la pièce en 3 dimensions. Aucun fichier CAO n’est utilisé pour représenter les données enregistrées, celles-ci sont issues directement de la trajectoire robot et des mesures ultrasons.

15:10 MA.1.A.3
CND robotisé : boucle réel & virtuel
Dominique Humblot – Applied Computing Engineering / Co-auteur : Antoine Aigueperse – Applied Computing and Engineering, Wilfrid Baroche – Applied Computing and Engineering
Différents procédés de production justifient le besoin d’avoir, en plus du modèle CAO 3D, des représentations des étapes intermédiaires de la pièce, entre le brut et la pièce finie. En fonderie ou fabrication additive, il peut s’avérer indispensable de contrôler les pièces en cours de fabrication. Dans ces 2 cas, mettre au rebut une pièce en alliage aéronautique avant les étapes de finition, fait gagner beaucoup de temps et d’argent, tout en libérant des ressources machines limitées. Ceci est d’autant plus vrai quand il s’agit de pièces de grande taille. Pour les pièces de grande taille ou de forme complexe, on est de plus en plus souvent amené à utiliser une cellule de contrôle robotisée. Pour un contrôle précis et exhaustif, il est souhaitable d’utiliser un logiciel de simulation robotique et de programmation hors-ligne. Mais la question qui se pose est: les pièces brutes sorties de fonderie ou fabriquées par procédé additif ne sont jamais identiques entre elles. Doit-on reprogrammer le robot à chaque pièce ? Cet article explique comment on peut avoir un contrôle optimal en quelques clics de souris à l’aide d’un logiciel de simulation robotique tel que ehub-ndi.
1/A partir du modèle CAO de la pièce finie, on réalise la programmation : du contrôle robotisé et d’un scanning avec le même logiciel, en changeant l’outil du robot.
2/Ensuite on crée automatiquement la macro (sauvegarde des étapes et paramètres) qui permettra de regénérer un programme robot de contrôle sur toute pièce de même famille topologique.
3/Quand une pièce avant finition est disponible : on exécute le programme de scanning, et on post-traite le nuage de points pour créer un modèle CAO de la pièce en-cours de fabrication.
4/On applique la macro pour programmer la pièce scannée.
5/On exécute le nouveau programme robot adapté à la pièce dans la cellule réelle.
En procédant ainsi les bénéfices sont :
– On est sûr que toute la pièce est contrôlée correctement en respectant les contraintes de positionnement du capteur,
– On gagne beaucoup de temps en manutention,
– On optimise l’utilisation des moyens.
On est ainsi dans l’approche Industrie 4.0 par les échanges en boucle Réel / Virtuel.

15:30 MA.1.A.4
EXACT : nouvelle chaîne intercontrôle d’inspection des tubes de GV
Thomas Charret – Framatome Intercontrôle
Afin d’anticiper au mieux les besoins de ses clients, INTERCONTROLE a depuis plusieurs années orienté sa R&D afin d’améliorer les performances de son système de contrôle des tubes de GV et a développé une nouvelle chaîne d’inspection: la chaîne EXACT. Plusieurs objectifs ont été fixés pour in fine améliorer la performance opérationnelle GV, avec la contrainte principale de ne pas modifier les procédés END par Courants de Foucault eux-mêmes. Trois grands axes de développements ont ainsi été dégagés pour adresser les besoins :
– Simplification de l’architecture matérielle avec utilisation de boîtiers fonctionnels indépendants, autonomes et évolutifs. Le projet a de plus privilégié des technologies simples et éprouvées, pensées « Maintenance ». Au final, une diminution par deux du nombre de baies et par trois du nombre de câbles au sol a été observée, avec un maximum d’équipements sortis de la plate-forme
– Intégration d’un nouveau porteur tout en gardant la possibilité de piloter celui utilisé jusqu’à présent. Le nouveau porteur, sans zone d’exclusion et particulièrement opérant lors d’inspection multi-contrôles, permet une plus grande flexibilité et une adaptation du gréement en fonction du plan de base. De plus, il est capable de travailler aussi bien en position horizontale qu’en position verticale, comme lors des contrôles de fin de fabrication en usine.
– Optimisation des logiciels END d’acquisition et d’analyse des données, ainsi que celui de gestion des résultats. Chacun de ces logiciels est universel, supportant tous les types de contrôles réalisés par INTERCONTROLE, y compris les examens télévisuels. L’accent a été particulièrement mis sur l’ergonomie des logiciels pour les rendre « user friendly », ainsi que sur l’architecture modulaire, facilitant les aptitudes d’évolutions pour s’adapter aux besoins des clients.
La chaîne EXACT est utilisée depuis plusieurs mois pour les contrôles par courants de Foucault en fin de fabrication des GV FRAMATOME, et une Mise en Service Industrielle (MSI) a été réalisée sur un site EDF en Octobre 2019, au cours de laquelle tous les objectifs opérationnels ont été atteints. INTERCONTROLE va désormais progressivement déployer la chaîne EXACT sur tous ses sites END GV.

MA.1.BRadiographie IPalais des Congrès

14:30 MA.1.B.1
Recherche de la perte d’épaisseur sur les tuyauteries installées du parc électronucléaire à l’aide de la radiographie numérique et du Se 75.
Charles Jumeaux- EDF / Co -auteur :Romain Jonchiere – EDF Direction Industrielle
Cet exposé présente les résultats des essais de faisabilité de mise en œuvre de la radiographie numérique à l’aide d’un système CR (écrans photo stimulables à mémoire) et d’une source de Se 75 dans le cadre des contrôles de tuyauteries de tous diamètres et d’épaisseurs traversées comprises entre 5mm et 40mm dans le but de détecter des défauts de types érosion corrosion généralisée ou corrosion par piqûres. A ce jour, les contrôles des zones de tuyauteries du parc Nucléaire en Exploitation sont réalisés à l’aide d’une source d’Iridium 192 et d’un système film, l’objectif est de remplacer, avec un même délai de réalisation voir même le diminuer :
-la radiographie argentique par la radiographie numérique (plus de traitement chimique et utilisation des logiciels d’analyse des images permettant d’afficher une valeur de la perte d’épaisseur)
-l’Ir 192 par le Se 75  (réduction  des zones d’exclusion)
Les essais ont été réalisées sur des pièces représentatives des géométries rencontrées sur les installations et présentant des dégradations connues et en appliquant les exigences des normes NF EN 20769-1 et-2
Les résultats obtenus avec deux systèmes numérique IP permettent de conclure que :
-les qualités d’images obtenues sont conformes et identiques aux valeurs obtenues en radiographie argentique.
-les temps d’expositions en numérique et en argentique sont comparables pour les densités optiques et niveaux de gris relevés
-les valeurs de pertes d’épaisseur obtenues par la radiographie numérique sont proche et du même ordre de grandeur que celles qui résultent de la mesure par ultrasons, méthode utilisée lors des arrêts de tranche, lors des arrêts de maintenances selon la procédure.
Dans un délai court, des essais doivent être menés sur les mêmes pièces et pour la même gamme d’épaisseur avec un système DR (écran plat ou flat-panel ou DDA) et toujours en Se 75.
A ce jour l’évolution de la fabrication permet d’obtenir une résolution spatiale de base des détecteurs permettant d’utiliser cette technique qui présente l’avantage de donner des résultats beaucoup plus rapidement qu’avec un système CR

14:50 MA.1.B.2
Radiographic Sensitivity of Selenium versus Iridium Radioisotopes for Digital Detector Array and Computed Radiography Systems
Jacques Roussilhe – Carestream Health France / Co-auteur : Eric Fallet, Brian S. White – Carestream Health France – QSA Global
Radiographic sensitivity was determined for Selenium and Iridium radioisotopes used in combination with computed radiography and digital detector array radiography systems. Steel and aluminum plates with a range of penetrameter thicknesses were utilized to determine the point at which sensitivity could be achieved. Detectability improved with Selenium relative to Iridium across all conditions due to lower noise. Likewise, detectability improved with digital detector array radiography systems relative to computed radiography systems. Data from this investigation, as well as corresponding practical images, will be presented as part of this paper.

15:10 MA.1.B.3
Caractérisation du spectre X d’un accélérateur d’électrons
Maeva Maulin – CEA Cadarache / Co -auteur : David Tisseur – CEA Cadarache
Le Laboratoire de Mesures Nucléaires (LMN) du CEA de Cadarache met en œuvre des accélérateurs linéaires d’électrons de haute énergie (8 – 15 MeV) pour la caractérisation, notamment, de colis de déchets ou l’étude de l’interaction corium-eau. Ces accélérateurs de haute énergie offrent l’opportunité de mettre en place de nouvelles techniques comme la tomographie bi-énergie pour la caractérisation d’objets massifs dont les diamètres peuvent atteindre jusqu’à 140 cm de béton. Cette méthode nécessite de connaître avec précision le spectre de photons interrogateur. Cependant, la mesure directe du spectre en énergie (par exemple via un spectromètre type germanium hyper pure) est impossible en raison du caractère pulsé de ces accélérateurs qui provoque la saturation des détecteurs. À cette fin, nous avons développé un outil simple à mettre en œuvre expérimentalement et robuste pour la caractérisation du spectre de photons via des mesures indirectes. Il a été mis au point, dans un premier temps, à l’aide de simulations type Monte-Carlo (MCNP6) puis testé sur l’un des accélérateurs du laboratoire.

15:30 MA.1.B.4
An Advanced X-Ray Solution for Detection and Deterrence of Technical Fraud in Cycling For the Union Cycliste Internationale
Apostolos Christodoulou – VJ Technologies / Co -auteur : Mélina Christodoulou – VJ Technologies
The sport of cycling has suffered from cheating in the past. As a result, the sport of cycling has on several occasions been a front-runner for all sports in the fight against cheating. In France, the big scandals related to doping, such as the Delgado cases in 1988 and Festina in 1998. Without speaking about the biggest scandal in the cycling, Lance Armstrong. In cycling, the past decade revealed examples of technological fraud. For example, in the 2009 Tour de France, it was discovered that riders would place ice inside the handlebars to increase the weight of the bike when weighing, which then melted during the race, making the bike lighter. More seriously, for about 10 years, sports professionals and the media have been worried about the presence of hidden electric motors that fraudulently improve the performance of professional bikes. The first suspicions of hidden motors in the bikes were during the Tour of Flanders 2010 and the first hidden motor was found in 2016, during the World Championship. It is in this context that UCI has contacted VJ Technologies to develop an X-ray system to be used during the cycling events to inspect the bikes for hidden motors. The X-ray system is based on a fully shielded cabinet mounted on a trailer. This system uses an X-ray source of 100kV, 1,5mA. The dose rate outside the shielded cabinet allows the system to be deployed in the race and be used without any risk for the spectators and operators. The imaging performance shows the higher density components such as the chain, bottom bracket bearings and gears, and enables permitted electronic devices and instrumentation wiring. Electronics and sensors in the crank can be clearly identified. The absence of items in the tire and rims is also shown.

MA.1.CDémonstration de performancesPalais des Congrès

14:30 MA.1.C.1
Le rôle de la Commission de Qualification dans la démonstration de performance des procédés d’essais non destructifs utilisés pour le contrôle en service des réacteurs à eau sous pression
Bernhard Rotter – EDF
En France, depuis 1999, la réglementation requiert la qualification, par un organisme indépendant, des procédés d’essai non destructif utilisés pour l’inspection en service des équipements sous pression les plus importants pour la sûreté des réacteurs électronucléaires à eau sous pression. L’exploitant Electricité de France (EDF) a décidé de mettre en place un organisme interne à l’entreprise, la Commission de Qualification, qui réunit un collège d’experts internes et externes à EDF. Depuis 2002, la Commission the Qualification est accréditée par le Comité Français d’Accréditation (COFRAC) sous le n° d’organisme 3- 169(*), selon les exigences de la norme ISO 17020 pour l’inspection. Elle émet des attestations de performance pour les procédés d’END qualifiés. L’objectif de la présentation est de décrire succinctement les rôles et les responsabilités de la Commission de Qualification, en montrant plus particulièrement comment les recommandations émises au niveau européen par l’ENIQ (« European Network for Inspection Qualification », réseau Européen pour la qualification des inspections) et à présent maintenues et publiées par l’association NUGENIA, ont été implémentées en France. Le champ, la revue des exigences émises par l’exploitant, les démarches de qualification comprenant des justifications techniques et le recours à des essais sur maquettes, l’utilisation de résultats de modélisation, les exigences relatives à la compétence et la certification du personnel, les interfaces avec les parties prenantes, dont l’exploitant nucléaire et l’Autorité de Sûreté Nucléaire seront discutés, ainsi que d’autres aspects comme le maintien de l’impartialité et l’indépendance de jugement de la Commission. Les évolutions récentes du processus de qualification seront présentées, montrant l’adaptation continue aux évolutions des techniques et des référentiels de contrôle. En conclusion, la commission contribue, depuis presque 20 ans, par son processus rigoureux de revue indépendante, à la connaissance et l’établissement des limites de performance des procédés de contrôle non destructif appliqués en service sur les équipements les plus importants pour la sûreté nucléaire des centrales d’EDF, comme les cuves des réacteurs ou les générateurs de vapeur. Elle renforce par là le volet « contrôle » du dossier de sûreté et contribue au maintien d’un niveau très élevé de sûreté pendant toute la durée d’exploitation des réacteurs nucléaires. (*) La portée de l’accréditation est disponible sous www.cofrac.fr

14:50 MA.1.C.2
Outils numériques et simulation pour la démonstration de performance d’un contrôle soudure par ultrasons en mode TFM
Stéphane Le Berre – CEA List / Co -auteur : Xavier Artusi, Ekaterina Iakovleva, Pierre Calmon – CEA-List
Les contrôles multi-éléments basés sur les modes d’acquisition de type “ TFM – Total Focusing Method” suscitent aujourd’hui un grand intérêt. Leur domaine d’application est en pleine expansion compte tenu des leurs performances et de leur capacité à traiter de nombreuses situations. Au même titre que pour les techniques multi-éléments conventionnelles il est nécessaire de pouvoir leur associer des moyens de quantification et de démonstration de performance. Cela implique de prendre en compte leur spécificités et d’être capable de mesurer leur fiabilité et leur sensibilité vis-à-vis des paramètres influents du contrôle. Le potentiel de la simulation pour la justification des dossiers de qualification et la validation n’est plus à démontrer, et dans ce cas précis, elle permet de prendre en compte les spécificités inhérentes à ces méthodes, que ce soit dans le mode d’acquisition (FMC, PWI, ATFM…) ou les capacités d’imagerie et de traitement (filtrage des artéfacts, imagerie multi-modes, imagerie adaptative…). Cette communication vise à présenter le panel des possibilités offertes par les outils numériques (illustration à partir du logiciel CIVA) pour l’évaluation et la quantification de la performance d’un contrôle soudure avec une méthode TFM : métamodèles, analyse de sensibilité, prise en compte de la variabilité des paramètres influents, probabilité de détection et précision du dimensionnement.

15:10 MA.1.C.3
Contrôle par Ultrasons : dimensions des défauts plans détectable… et de ceux non détectés
Julien Cadith – EDF / Co-auteur : Pascal Dusch – EDF/DI

Quel que soit le code de fabrication appliqué, il est prescrit que tout défaut plan est inacceptable dans les joints soudés. Dans le cadre de la maitrise de la qualité des soudures de production, les acteurs de la filière nucléaire se sont interrogés sur les capacités de détection par les méthodes usuelles de contrôles non destructifs des défauts technologiques susceptibles d’être générés lors des opérations de soudage sur des aciers ferritiques d’épaisseurs 40 mm.
Sur la base des modalités de mise en œuvre requises par les dispositions du RCCM, des travaux ont été réalisés pour s’assurer que tout défaut technologique de soudage à caractère plan présentant des dimensions H 3 x L 10 mmc dans l’ensemble du volume soudé est bien détecté par le contrôle manuel par ultrasons et par radiographie. Par ailleurs, l’étude a permis d’identifier les marges disponibles en terme de détection vis à vis des seuils applicables, et ainsi permettre de quantifier pour chacun de ces défauts la suffisance de ces marges vis-à-vis des incertitudes liées au contrôle.
Ces travaux, basés sur des simulations numériques, des essais expérimentaux et des corrélations suite à expertises destructives de défauts réels, sont détaillés dans la présente publication.

15:30 MA.1.C.4
Caractérisation des incertitudes expérimentales pour la simulation de courbes de probabilité de détection
Christophe REBOUD – CEA / Co -auteur : Xavier Artusi, Pierre Calmon, Thomas Desrez, Michel Cardoso – CEA List
Les courbes de probabilité de détection sont un outil bien établi dans plusieurs secteurs industriels pour quantifier la capacité d’une procédure d’inspection non destructive à détecter des défauts en fonction d’un paramètre caractéristique, en général représentatif de leur taille. Afin d’être représentative, une étude POD requiert la réalisation d’un nombre important de maquettes et d’essais, ce qui rend cette démarche longue et coûteuse. Afin de compléter un telle étude, la simulation peut être utilisée pour, d’une part, générer un plus grand nombre de signaux et ainsi améliorer la représentativité statistique, et d’autre part élargir le périmètre de configurations étudiées. La procédure MAPOD (pour POD assistée par la modélisation) consiste à tirer aléatoirement des jeux de valeurs correspondant aux incertitudes du contrôle et à simuler un grand nombre de cas pour l’ensemble des valeurs de paramètre caractéristique, on parle alors de propagation d’incertitudes. Afin de pouvoir quantitativement reproduire les courbes POD expérimentales, il est impératif de disposer d’un modèle fidèle à l’expérience et de définir correctement les incertitudes du contrôle simulé. Si la précision du modèle peut être vérifiée par des validations expérimentales, il est en revanche très difficile de caractériser les incertitudes liées à une situation de contrôle donnée. Actuellement, ces incertitudes sont déterminées arbitrairement sur la base de l’expertise et du retour d’expérience. Cette communication présente une stratégie quantitative d’estimation des incertitudes à partir d’un jeu de mesures expérimentales. Une approche de type chaîne de Markov est utilisée pour mettre itérativement à jour les fonctions de densité de probabilité associées aux paramètres incertains de l’étude MAPOD. Le cas d’étude considéré est une inspection ultrasonore manuelle à l’aide d’un capteur monoélément au contact. Les densités correspondant à trois paramètres incertains sont caractérisées à partir d’un jeu de relevés d’indications (amplitudes maximales). Pendant l’acquisition, le capteur est lui-même instrumenté et suivi en temps par un traqueur optique, ce qui permet l’enregistrement expérimental des valeurs des paramètres incertains et une comparaison quantitative des histogrammes mesurés et estimés. La démarche suivie sera présentée et les résultats obtenus en termes de densités de probabilité et de courbes MAPOD seront discutés. Les nombreuses perspectives ouvertes par ce travail seront également évoquées.

MA.1.DMicrostructure UT & Simulation IPalais des Congrès

14:30 MA.1.D.1
Outils de simulation pour le contrôle d’assemblages soudés par des modèles rayon et éléments finis : vers une approche mixte pour une solution optimale et une analyse avancée
Nicolas Leymarie – CEA List / Co -auteur : Alexandre Imperiale, Edouard Demaldent, Pierre Calmon – CEA List
Les méthodes de contrôle non destructif par ultrasons sont des techniques très répandues pour analyser l’intégrité de composants industriels. Toutefois lorsqu’il s’agit de procéder à l’inspection de soudures, les performances de ces méthodes sont souvent limitées par les effets de la microstructure sur les ondes ultrasonores. En raison de la forte hétérogénéité et de l’anisotropie de ces structures, le faisceau ultrasonore est atténué et potentiellement dévié au cours de sa propagation. De plus, la présence de bruit de structure rend difficile l’analyse des indications observées. Dans la perspective de faciliter l’analyse et d’optimiser les méthodes de contrôle, la simulation s’avère être un outil précieux. Au sein de la plateforme CIVA, la stratégie proposée reste d’offrir à l’utilisateur final une solution dédiée pour la réalisation d’études paramétriques sur des soudures. Pour cela, les effets de la microstructure ne sont pas pris en compte à l’échelle du grain mais à celle des longueurs d’onde. Ainsi, le volume de la soudure est modélisé à l’aide d’un milieu anisotrope atténuant dont les propriétés varient localement avec l’orientation morphologique des grains. La soudure est alors décrite comme un ensemble de volumes homogènes anisotropes d’orientation cristallographique constante par morceaux, ou comme un volume inhomogène dont l’anisotropie varie continument selon l’orientation locale des grains.
Plusieurs approches de modélisation ont été développées au CEA List au cours des deux dernières décennies. La première approche basée sur un modèle rayon, appelé aussi modèle de pinceau, a été développé initialement pour les descriptions de soudure par morceaux puis étendu aux milieux anisotropes continûment variables. Ces méthodes asymptotiques hautes fréquences permettent de reproduire facilement les effets de déviation de faisceaux liés à l’anisotropie et de perte de performance lié à l’atténuation. Toutefois, ces modèles portent des approximations pouvant biaiser quantitativement les inspections notamment en présence d’ondes de surfaces. L’autre approche plus récente est basée sur un modèle numérique d’éléments spectraux d’ordre élevé combinée à une stratégie de décomposition de domaine structurée par blocs. Bien que présentant un coût de calcul plus important, ces méthodes assurent d’être plus précises avec une maîtrise des erreurs selon les choix de discrétisation. L’objectif est ici de présenter les différentes stratégies avec leur avantages et inconvénients. Les capacités et performances de ces différentes approches seront illustrées sur des cas d’application concrets. Nous discuterons ensuite de stratégies d’hybridation dans la perspective de combiner les solutions EF avec le noyau de calcul rayons afin de bénéficier de la complémentarité de ces approches.

14:50 MA.1.D.2
Etude de l’impact du revêtement en acier inoxydable sur les ultrasons par simulation à l’aide d’un modèle à l’échelle du grain et comparaison expérimentale
Shahjahan Sharfine  – EDF Direction industrielle / Co-auteur : Pierre-Emile Lhuillier  – EDF R&D
Lors des contrôles ultrasonores sur les aciers ferritiques revêtus en acier inoxydable austénitique, un effet d’atténuation lié au revêtement est observé. Cet effet provient notamment de l’anisotropie engendrée par les orientations des dendrites du revêtement et peut in fine perturber le faisceau ultrasonore. L’impact sur les performances d’un procédé END est évalué par essais, puis retenu dans la construction du seuil de détection qui garantit la notation du défaut recherché sur ce type de composant. Dans cette étude, l’objectif est d’évaluer la validité des simulations numériques pour reproduire l’impact du revêtement, à l’aide d’un modèle à l’échelle du grain et du code aux éléments finis ATHENA 2D. Ce type d’approche peut notamment aider à évaluer l’impact induit en présence de surépaisseur de revêtement qui serait rencontrée sur site. Les cellules de diagrammes de Voronoï modélisant les dendrites sont allongées et inclinées afin de reproduire la microstructure du revêtement (sous hypothèses 2D). Les réponses ultrasonores obtenues par simulation avec un capteur ultrasons à 4 MHz sur des trous à fond plat sont comparées à des essais expérimentaux sur une maquette revêtue pour évaluer la validité de ce type de modèle. Par ailleurs, une étude paramétrique sur plusieurs désorientations de dendrites et tailles de grains est présentée afin d’illustrer les tendances liées à ces paramètres.

15:10 MA.1.D.3
Approche numérique pour la simulation de la propagation des ultrasons à travers des matériaux anisotropes et hétérogènes à gros grains
Samir Bakhti– Omexon NDT Engineering & Services / Co -auteur : René  Mathieu, Jimmy Ponton, Julien Fortineau – Omexon NDT Engineering & Services 
La propagation des faisceaux ultrasonores et leurs interactions avec les réflecteurs (voire avec les défauts) peut être non maîtrisée à travers des composants ayant des structures hétérogènes à gros grains. L’impact de ces matériaux sur les caractéristiques des faisceaux ultrasonores (direction de propagation et orientation des fronts d’ondes) est traduit par la disparité acoustique observée sur les mesures de paramètres comme les amplitudes des signaux et les célérités directionnelles. Cet impact rend difficile la garantie des performances du procédé END et donc la contrôlabilité de ce type de composants. L’objectif de cet article est de présenter la démarche adoptée pour la définition de la modélisation numérique des composants en question. Cette approche numérique est exploitée afin de mieux cerner les phénomènes physiques se produisant durant la propagation des ultrasons à travers un matériau hétérogène à gros grains. Elle permet donc l’établissement des performances et des limitations du procédé END par ultrasons. Dans cette étude, les paramètres matériaux caractéristiques de l’anisotropie et de l’hétérogénéité ont été utilisés de manière non exhaustive : constantes d’élasticité, célérités directionnelles homogènes en fonction des directions de propagation, courbes de lenteurs, atténuations… Ces paramètres ont été définis dans le logiciel de modélisation numérique CIVA en exploitant différentes fonctionnalités disponibles comme les métamodèles, les projets de variation ainsi que le modèle Voronoï. Les pièces définies dans cette étude peuvent être mono-volume, multi-volume isotropes ou anisotropes. Les paramètres amplitude et temps de vol obtenus par simulation sont relevés et comparés aux résultats issus des contrôles END des assemblages polycristallins à gros grains fortement anisotropes et hétérogènes. L’étude réalisée par Omexom NDT montre une bonne corrélation du modèle Voronoï avec les résultats expérimentaux. Ce modèle est donc retenu pour la modélisation de plusieurs échantillons du composant à contrôler en optimisant ses paramètres (nombre de grains et dispersion des vitesses).

15:30 MA.1.D.4
Couplage de la simulation numérique du soudage et de la modélisation du contrôle non destructif par ultrasons
Pierre-Emile Lhuillier- EDF R&D, / Co -auteur : Andreas Schumm – EDF R&D, Chengdam Xue, Gildas Guillemot, Charles-André Gandin, Michel Bellet- MINES ParisTech
Le contrôle de l’intégrité des soudures du circuit primaire des centrales nucléaires françaises est un enjeu majeur pour EDF au cœur de la stratégie de maintenance des installations électronucléaires. Pour les contrôles non destructifs par ultrasons, le contrôle des soudures austénitiques reste un challenge important. Les soudures en acier inoxydable, constituées d’un empilement d’un grand nombre de passes de soudage successives, présentent une structure polycristalline fortement hétérogène et anisotrope. Cette structure perturbe la propagation des ultrasons : les joints de grains, associés à des changements brusques de l’orientation cristalline, provoquent des déviations ou des divisions du faisceau ultrasonore qui induisent des échos parasites et perturbent la détection et l’identification des défauts. Dans le cadre réglementaire français, EDF doit également démontrer les performances des CND par ultrasons avant leur mise en œuvre sur site. Ces justifications de performances doivent intégrer l’ensemble des paramètres influents du contrôle, notamment la variabilité de la structure métallurgique des composants, induite par les fluctuations du procédé de soudage : variation d’énergie, vitesse de soudage, position de soudage, enchainement de passe, … Or l’évaluation de l’influence de ces paramètres par des moyens expérimentaux est extrêmement complexe et couteuse. Ces programmes nécessitent en effet la réalisation de nombreuses maquettes de soudage, dans des conditions particulièrement contrôlées. Dans cette optique, EDF s’appuie intensivement sur l’utilisation de la simulation numérique pour évaluer l’impact des paramètres de soudage. EDF R&D a développé par le passé un modèle phénoménologique permettant de prédire une cartographie d’orientation cristallographique à l’échelle macroscopique dans les soudures multi-passes. Récemment, EDF R&D s’est associé avec le CEMEF (Centre de Mise en Forme des Matériaux, PSL Research University, MINES ParisTech ) dans le cadre du projet ANR NEMESIS, pour étendre cette méthode. La méthode CAFE (Cellular Automaton Finite Element) permet de modéliser la microstructure d’une soudure à l’échelle des grains, et ainsi accéder aux distributions topologiques des orientations cristallographiques alors accessibles aux calculs de propagation des ultrasons. L’exposé présentera les résultats préliminaires du couplage entre la modélisation par éléments finis de la propagation ultrasonore avec une modélisation de la structure granulaire d’une soudure TIG multi-passes par simulation numérique du soudage. D’une part, la simulation de la propagation ultrasonore est faite au moyen du code éléments finis ATHENA 3D développé par EDF R&D. D’autre part, la microstructure de la soudure utilisée par ATHENA 3D est issue de la méthode CAFE qui permet de simuler la solidification cristalline pendant le soudage. Les résultats préliminaires confirment l’intérêt de cette démarche, qui permet d’envisager une prédiction numérique de la contrôlabilité ultrasonore des soudures complexes avant leur réalisation.

MA.1.EInternational SessionPalais des Congrès

14:30 MA.1.E.1
In search of the invisible corrosion: Our Approach for Process Industries
Invited Speaker : Krishnan Balasubramanian – Indian Institute of Technology Madras (Indian)
Corrosion is the single most critical damage mechanism that influences the profitability of a wide range of industries. Several NDT methods are used to inspect, monitor, and maintain the integrity of industrial components in process industries such as pipes, tanks, vessels, valves, etc. that are critical to the availability of the production process. The new SHM methods can also be employed in order to ensure the integrity of the components that are in-service on a more continuous basis. For the inspection/monitoring of corrosion on the ground installations, advanced guided wave based ultrasonic methods using  (a) Short range guided waves using higher order modes cluster (HOMC) techniques for the detection of corrosion in tank bottom and pipe support locations, (b) Long Range Ultrasonic Guided Wave Pipe Monitoring (GuMPS) technique for the continuous monitoring of corrosion in insulated high temperature pipes at, and (c) Waveguide ultrasonics health monitoring sodium based nuclear power plants will be discussed.  The guided waves allow for several advantages over the conventional approaches for NDT of components by improving the range and speed of inspection, reducing cost of inspection, and increasing the ability to inspect inaccessible regions. All of these methods have unique capabilities for monitoring different components and must be designed and implemented based on the specific application. Similarly for underwater and above ground installations, the use of ROVs (Remotely Operated Vehicles) and Intelligent Drones, are game changers providing visual, ultrasonics, and thermal data at relatively low cost and in a rapid manner. Using the methods discussed here, the operator/owner now has the opportunity to take vital decisions such as component integrity and propose necessary repair/replacement or estimate the remaining life of the components that are subjected to corrosion in the invisible regimes of the facility.

14:50 MA.1.E.2
Piping system, Risk management based on wall thinning Monitoring and prediction – PYRAMID A french japanese collaborative project dedicated to risk management in the context of Nuclear Power Plants decommissioning
Guy Philippe – lva – INSA Lyon / Co-auteur : Shaw Anurupa – INSA Lyon, Valentin Serey, Vahan Baronian, Christophe Reboud, Alain Lhémery – CEA List, Takagi Toshiyuki, Uchimoto Tetsuya, Sun Hongjun – IFS – Tohoku University
The International Collaborative Research Project PYRAMID, gathering French and Japanese research teams, aims to develop new tools and techniques to detect and quantify wall thinning in piping systems. The phenomenon of interest here is the Slurry Flow induced Corrosion (SFC), which is a special case of Flow Accelerated Corrosion characterized by a high concentration of debris of various kinds (concrete, corrosion, metallic…). The final goal is to provide a risk management system based on prediction and monitoring of wall thinning due to SFC. Ultrasonic Testing (UT) methods will be designed with the help of simulation and their performance will be assessed in corrosion test facilities. Among the various UT techniques used in the industry, Electro-Magnetic Acoustic Transducers (EMAT) allow contactless generation and sensing of elastic waves in pieces under test. Hence, they can advantageously replace standard piezoelectric transducers in various harsh environments.
The use of EMAT constitutes a versatile solution adapted to complex cases, both for bulk local wall thinning measurements and long-range detection of flaws by guidedwaves. Numerical study of GW scattering is often computationally expensive, especially when the number of scattered modes from non-axisymmetric defect (typical corrosion area, cracks…) becomes too large for standard finite element method. In this work, EMAT sources are taken into account in an efficient hybrid Semi-Analytical Finite Element/FE method implemented at CEA LIST for computing the scattered modes by a complex defect affecting a straight part or an elbow. We will show some examples of simulations comparison with experimental results both for guided waves flaw detection and local thickness measurement with EMAR (resonance method with EMAT sensors). This approach, which combines simulation experiments and characterization, should make it possible to optimize the inspection process in corroded steel pipes. After the design of the techniques, simulation will help evaluating their performance in terms of accuracy and sensitivity to perturbed conditions. This information will feed a study of the engineering risk associated to the wall thinning monitoring due to SFC. This approach, which combines simulation experiments and characterization, should make it possible to optimize the inspection process in corroded steel pipes.

15:10 MA.1.E.3
Digital Twin approach for critical engine components using PCRT
Thomas Koehler– Vibrant GmbH / Co-auteur : Leanne Jauriqui – Vibrant Corporation
How to apply Process Compensated Resonance Testing (PCRT) to critical engine components to improve quality and to reduce risk using a Digital Twin and Birth Certificate approach.
Over the last few years there have been several high-profile engine blade failures, putting a spotlight on risk management for these critical components.
Current inspections can cover many of these risks, but some conditions are more readily addressed with traditional methods than others. Historically, some of these risks have been handled with destructive “sampling” evaluations or other process control approaches, because methods able to perform 100% NDT were not available or recognized.
Where visual inspections are perfectly suited judging the appearance of a component, structural information is required to understand the development of a critical part in its life cycle. Component failures are usually caused by abnormal behaviour of an individual component compared to the predicted model. Birth Certificates and Digital Twin approaches can be used to manage the risk of critical components by adding structural information to the visual inspection.
PCRT creates birth certificate data using the resonant fingerprint of a component. This fingerprint is unique but follows the variation of the underlying production process. Hence, PCRT fingerprint data is a first source to select components in a Digital Twin approach. As components age under the stress of the engine operation, the change in the fingerprint data provides a valuable source to identify components changing in an unusual or unexpected fashion. Combining this information with inflight data as well as visual inspection criteria opens new opportunities to reduce risk of critical components and improve safety.

15:30 MA.1.E.4
Self-supervised Machine Learning for Defect Detection in CT-Scans
S. Schüller – Volume Graphics / Co-auteur : P. Fuchs, T. Kröger – Volume Graphics
Automatically detecting pores in computed tomography (CT) scans of cast aluminum parts is a difficult task. This is especially the case when the data quality suffers from severe image artifacts, e.g. noise, beam hardening, and ring artifacts. These arise due to the constraints of the imaging process and the short scan times that are common in industry—particularly in inline scenarios. To solve this task we use a modern machine learning approach in combination with a sophisticated training method: We only use the precise ground truth generated from a realistically simulated CT data set. To illustrate the prediction performance gain with our approach, we show a qualitative evaluation on real data sets and quantitatively compare them with classical approaches. Additionally, we illustrate the differences in the results between our synthetic training data and hand-labeled training data. Introduction: The detection of pores, cavities, and other defects in CT-scans is known to be a challenging and time-consuming problem. Recently, the first machine learning algorithms based on deep learning were reported to surpass human-level perception in common image classification and semantic segmentation tasks. These modern machine learning algorithms manage to detect and correctly classify their targets even in cluttered scenes. This accuracy is achieved by statistically evaluating huge data sets containing a broad variety of samples. However, this means they might ‘learn’ errors which are in the training labels. As experts tend to be indecisive about what a defect is and what is not, we only rely on our simulated data for training. Methods: We use aRTist simulation software to generate a broad variety of CT-scan scenarios. In these scenarios the acquisition itself is modulated for different parameters (e.g. voltage, sampling, detector characteristic) and additionally the parts are altered (e.g. material, dimension, density). The scanned objects consist of the primary object surfaces and additionally defect surfaces. All surfaces which are used in the simulations are represented by polygon meshes. These are used as ground truth as well. To evaluate the quality of our trained models, we quantitatively measure the probability of detection (POD) and intersection over union (IoU). Conclusion: Our training approach enables neural networks to achieve a high prediction performance on real world data. The self-supervised training using our automated simulation pipeline makes an adaption to new scan scenarios very easy. Furthermore, this approach opens up the possibility to predict the characteristics of single defects.

TABLE RONDE
CERTIFICATION
14h30 - 15h50
Hall Exposition
Salle Méditerranée Veyre

INTRODUCTION : Vivian Didier, Président du Pôle Certification & Qualification de la COFREND

La NORMALISATION EN END : Cyrielle Fournier, Afnor

POINT D’AVANCEMENT ET IMPACT DE LA REVISION DE LA NORME ISO 9712 DEFINISSANT LES CONDITIONS D’ATTRIBUTION DES CERTIFICATIONS DE PERSONNELS POUR LES ESSAIS NON DESTRUCTIFS : Florence Bey (SNCF), Président du Comité sectoriel Ferroviaire de la COFREND & Xavier Le Goff, Directeur Certification et Qualification COFREND

    • Évolutions des prérequis à la certification : expériences industrielles, formation, acuité visuelle
    • Évolution du renouvellement : mise en place de crédit de points
    • Responsabilité des employeurs et mise en place de référents dans les entreprises
PRESENTATIONS & DEMONSTRATIONS COMMERCIALES14h30 - 15h00 : ROHMANNHall Exposition - Espace Conférences
15:50
PAUSE CAFECOFFEE BREAKHall Exposition
16:10
MA2AEND Robotisés IIPalais des Congrès

16:10 MA.2.A.1
Accurate & Flexible contactless solutions for non-destructive testing using robotized/cobot system
Mickael Boinet – Saint-Gobain Research Provence –France / Co-auteur : David Marlot, Pascal Casalta – Mistras Group SAS, Vincent Gleize – Saint-Gobain Research Provence
The requirement to increase inspection speeds for non-destructive testing (NDT) is common to many manufacturers. The traditional NDT process is time-consuming and furthermore, complex shapes present a limitation due to the human error factor and the multiple conditions to check while running the inspection process. The prevalence of complex curved surfaces in the industry provides significant motivation for the use of robotized system for deployment of NDT inspections as dimensional inspection, flaw detection, mechanical properties, etc. Several robotic inspection prototype systems and a number of commercial products have been developed worldwide during the last few years to automate the NDT process [1-4]. A fundamental issue with our manufacturing products compared to other field lies in the process variability. Often parts that are designed as identical have deviations from CAD, and also suffer from inherent but different part to part spring-back out of the mold. This represents a significant challenge for precision NDT measurement deployment which must be flexible to accommodate these manufacturing issues. The key challenges of automated NDT inspection include generation and in- process modification of the robot tool-path, high speed NDT data collection through a variety of acquisition techniques and integration of surface metrology measurements. The main objective of our project was to have a robotized/cobot system carrying one/or several non-destructive probe(s) (as ultrasound, laser, camera, etc.) for remote examination, that allowed the probe(s) to be orientated and translated with respect to its axial direction. For example, through the generation of the robot path from a CAD file and the synchronization between the movement of the robot and the UT device; a C-scan image on the UT tablet screen showed the inspection results point by point in real time of a complex shape product. More results will be presented at the conference. This system offered the following advantages: #1- Safety during the quality control of our products; #2- Be able to inspect complex shapes; #3- More repetitive and reliable inspections; #4- Increase the yield of a control; #5- To be sure to have a good alignment

16:30 MA.2.A.2
Inspection de Flexibles en service
Antoine Chevaleyre – TechnipFMC 
Les conduites flexibles sont vitales pour les systèmes de production pétrolière sous-marins. En raison de leur complexité et de l’environnement dans lequel elles sont situées, il est difficile d’y avoir accès et d’installer des systèmes de surveillance et d’inspection. Jusqu’à présent, aucune technologie d’inspection satisfaisante n’était disponible pour les risers flexibles. Le nouveau système d’inspection des conduites risers flexibles en service (IRIS) de TechnipFMC a été développé et testé. Il permet l’inspection des couches sous-jacentes des conduites flexibles au travers des gaines externes afin d’en vérifier l’intégrité, tout en maintenant la production. Un flexible est composé d’une gaine thermoplastique, de fibres (type aramides) et de plusieurs couches métalliques. La zone d’intérêt pour IRIS est la première couche métallique en dessous de la gaine (vérification de la corrosion, casse, crack & fissuration). IRIS est le premier robot d’inspection du genre à permettre le déploiement et l’exploitation simultanés de plusieurs technologies non destructives, notamment : – Ultrasons (UT), permet l’identification de défauts dans la première couche d’armure par le biais d’un capteur ultrasons ; – Electromagnétique (ET), permet l’identification d’un défaut à l’intérieur de la première couche d’armures (et potentiellement la seconde couche) par une méthode de type ACFM. L’équipement est non intrusif et dispose d’une fonction crawler (avance pas à pas) lui permettant de se déplacer le long du flexible de façon indépendante, depuis la surface jusqu’à 250m de profondeur d’eau. Un système de nettoyage des dépôts marins (coquillages, algues,…) a été développé et intégré à l’outil et est opérationnel tout en faisant l’inspection.

16:50 MA.2.A.3
BugWright2: Projet H2020 sur l’inspection des infrastructures métalliques
Cédric Pradalier – CNRS UMI 2958 GT-CNRS / Co-auteur : Stephanie Aravecchia – CNRS UMI 2958 GT-CNRS, Jean-Marie Brussieux – RoboPlanet
Le dernier appel H2020 ICT cherchait à financer des projets centrés sur la robotique pour l’inspection et la maintenance des infrastructures. Un des projets sélectionnés, BugWright2, a pour objectif de développer l’utilisation de la robotique autonome pour l’inspection et le nettoyage des grandes structures métalliques telles que les réservoirs de stockage et l’extérieur des coques des grands navires marchands. Coordonné par l’UMI2958 GT-CNRS (Prof. C. Pradalier), le projet implique 21 partenaires européens, dont 4 partenaires français. Le CETIM et RoboPlanet y représentent en particulier l’expertise “Contrôle Non-Destructif”. D’un point de vue technologique, BugWright2, combinera une flotte de robots à roues magnétiques évoluant sur la coque (ou le réservoir) pour réaliser des mesures d’épaisseur et évaluer la faisabilité de réaliser une tomographie acoustique sur le terrain. Des drones de type quadcopters permettront de faire une inspection visuelle rapide de la structure et d’en obtenir une représentation géométrique. Pour les navires, des sous-marins filoguidés (ROV) seront utilisés pour une inspection visuelle rapide de la partie immergée de la coque. L’ensemble du système sera ensuite intégré dans une interface utilisateur avancée pour fournir des outils d’assistance à la décision. Au-delà des partenaires académiques, BugWright2 implique l’ensemble de la chaîne de valeur de l’industrie navale: petites entreprises fournissant les robots, ports et chantiers navals, agence de certification, entreprise de service maritime, armateurs. Tous ces acteurs auront pour rôle de démontrer la faisabilité de ces technologies sur le terrain ainsi que d’en étudier la viabilité économique. Pour compléter le projet, un partenaire expert en droit maritime, un partenaire expert en valorisation et un partenaire expert dans les aspects psychologiques de la digitalisation industrielle apporteront leurs contributions essentielles au déploiement des technologies du projet au-delà de son périmètre immédiat. Dans le contexte de la COFREND, cette contribution présentera le projet BugWright2, ses objectifs et ses ressources, ses acteurs et ses plateformes technologiques, ainsi qu’un résumé des outils technologiques sur lesquels se construira le projet.

17:10 MA.2.A.4
Contrôle TTU Robotisé
Antoine Aigueperse – Applied Computing and Engineering / Co-auteur : Thomas Gramberger – Applied Computing and Engineering
Dans beaucoup d’applications industrielles l’inspection des pièces en composite est réalisée par la méthode Through Transmission Ultrasonic (TTU) par jet d’eau. Généralement, ces méthodes sont déplacées avec des systèmes de mise en position simple (robot cartésien) ou complexe (cellule robotisée). Pour les petites pièces, des outillages spéciaux, pouvant être onéreux, sont conçus permettant de disposer les 2 traducteurs de chaque côté de la pièce. Cette méthode n’est pas aisément transposable aux pièces de grandes dimensions ou à l’inspection en petite série. L’autre solution consiste à utiliser 2 robots disposés de part et autre de la pièce à inspecter. Les 2 robots doivent être parfaitement synchronisés en position, ce qui complexifie énormément la programmation des robots. Cet article présente plusieurs cellules d’inspection TTU robotisé composées d’un robot ou de 2 robots fonctionnant en mode Maitre/Esclave. Les architectures matérielles sont analysées et comparées. En second partie, une méthode de programmation pour cellule Master/Slave est présentée à partir de l’application e-hub NDI. Ce logiciel de programmation hors ligne de robot industriel basée sur la CAO intègre des fonctions spécifiques à ce type de cellule tel que la modélisation des outils jet d’eau ou bien le couplage des robots en fonction de l’épaisseur de la pièce à contrôler. Il assiste l’opérateur de contrôle dans la création des programmes robots sans besoin d’expertise en robotique. Enfin une troisième partie expose de manière prospective les évolutions logicielles possibles dans ce domaine pour rendre le process de contrôle compatible avec l’industrie 4.0.

MA2BFabrication Additive IPalais des Congrès

16:10 MA.2.B.1
Comparaison de mesures dimensionnelles à partir d’images acquises par tomographie synchrotron avec VGSTUDIO MAX et ImageJ
Anne-Françoise Obaton – LNE/ Co-auteur : Yves Gaillard – CTIF, Athur de Soete, Catherine Yardin – LNE, Nicolas Coutant – Volume Graphics GmbH
Le groupe de travail « Tomographie » de la COFREND a initié une comparaison inter-laboratoires portant sur trois pièces de référence dont une pièce issue de la fabrication additive (FA) désignée sous la dénomination « star phantom ». Cette pièce en cobalt-chrome conçue et optimisée pour des tomographes avec des énergies de 450 keV a été fabriquée au sein du groupe de normalisation ISO/TC261-ASTM/F42, dédié à la fabrication additive (FA), plus spécifiquement dans le groupe joint JG59 sur le contrôle non-destructif pour la FA. Manufacturée par un procédé de la catégorie fusion laser sur lit de poudre, elle contient des discontinuités conçues dans le modèle numérique représentatives des défauts typiques de cette catégorie de procédé, à savoir des manques de fusion entre couches et entre cordons, représentés respectivement par des cylindres verticaux débouchant et des cylindres horizontaux débouchant, de la poudre piégée ou non-fusionnée représentée par des sphères et des cylindres enfouis. Les diamètres des cylindres et des sphères varient 200 µm à 800 µm. La « star phantom » a été inspectée avec le rayonnement synchrotron de l’ESRF de Grenoble. Les images tomographiques ont ensuite été analysées par plusieurs laboratoires selon un protocole défini, avec deux logiciels VGSTUDIO MAX et ImageJ. Les résultats de mesures dimensionnelles des différentes discontinuités artificielles ont été comparés et analysés afin de déterminer un éventuel effet logiciel et/ou laboratoire. Ces éléments seront utilisés pour quantifier l’incertitude de mesure associée aux résultats. Cette étude sera présentée et discutée ici

16:30 MA.2.B.2
Inspection de pièces en fabrication additive pour le marché Oil & Gas
Alexandre Noel – Vallourec Research Center France / Co-auteur : Umberto Caruso – Vallourec Research Center France
En tant que fabricant de solutions tubulaires pour le marché Oil & Gas, Vallourec s’intéresse aux opportunités offertes par la fabrication additive. Ce mode de production pourrait compléter les process de fabrication classiquement utilisés par le groupe. Les produits visés étant de dimensions importantes, les développements concernent majoritairement la technologie WAAM. Dans le développement de solutions, l’inspection des pièces est considérée comme un maillon clé. C’est dans ce cadre que le centre de recherche de Vallourec a recherché des solutions aux challenges posés par l’inspection de pièces issues de fabrication additive. En effet, les pièces fabriquées sont de formes complexes, peuvent présenter des hétérogénéités de composition ou des états de surface gênants pour l’inspection. D’autre part, les inspections recherchées se doivent d’être compatibles avec une utilisation industrielle. Le papier présentera donc la démarche d’étude de solutions potentielles, l’évaluation de leurs performances et leur conformité avec les contraintes liées aux process, produits et implémentation industrielle. Les méthodes concernées sont la magnétoscopie pour l’inspection de surface et les ultrasons multiéléments pour le contrôle volumique. La présentation comportera également une ouverture sur l’utilisation des données d’inspection (dont l’imagerie ultrasonore par TFM) pour la simulation numérique de l’impact des indications détectées sur l’utilisation du produit.

16:50 MA.2.B.3
Inspection in situ de pièces en fabrication additives LMD à l’aide d’un système ultrasons laser embarqué sur un bras robotique
Jérome Laurent – CEA List / Co-auteur : Jonathan Frechard – BeaM Machines, François Cartier – CEA-List, Philippe Verlet – VLM Robotics
Le procédé de fusion de poudre projetée par laser (LMD) est l’une des techniques de fabrication additive métalliques où les couches successives d’un objet sont construites par un faisceau laser formant un bain de métal fondu sur un substrat, tandis que la poudre métallique est injectée par une buse coaxiale à travers un flux gazeux. Lors de l’impression 3D, la variation des paramètres du procédé (comme la vitesse de balayage, la distance de hatchage) peut donner lieu à de petits défauts qui peuvent être critiques pour les propriétés mécaniques du composant.
Nous présenterons les premiers résultats d’un nouveau système robotisé laser-ultrasons composé d’équipements commerciaux et spécifiques, déployé dans le cadre du projet français FUI “I Am Sure”, pour contrôler en continu la qualité des couches métalliques pendant le processus de construction. La tête laser à ultrasons a été conçue pour effectuer des mesures sur des surfaces rugueuses ou diffusantes rencontrées au cours du processus, en tenant compte du fait que les défauts, les caractéristiques microstructurales et la rugosité de surface sont proches des longueurs d’onde acoustiques.
Deux configurations ont été testées; l’une utilise des ondes de surface et a nécessité la conception d’une tête optique spécifique favorisant les ondes de Rayleigh haute fréquence, l’autre utilise des modes de vitesse de groupe zéro (ZGV) et profite de la possibilité de générer et d’enregistrer des résonances dans les pièces à paroi mince qui caractérise les pièces réalisées avec le procédé DED.
Pour effectuer le contrôle en cours de fabrication et suivre les mouvements des robots 5 axes de la machine DED, un robot 6 axes spécifique portant la sonde a été installé dans l’enceinte. La synchronisation des trajectoires du robot sonde (digital twin) avec le robot supportant la machine de fabrication additive permet d’effectuer le suivi.
Nous décrirons le dispositif développé et présenterons les résultats de mesure obtenus en modifiant intentionnellement les paramètres de fabrication (hatch et puissance laser) afin de faire varier le taux de porosité des pièces. puis des méthodes de corrélation seront utilisées pour distinguer la nature des différents défauts détectés.

MA2CMulti-éléments IPalais des Congrès

16:10 MA.2.C.1
Detection of loss of sealing of underwater flanges with metallic gaskets. A new technology using Phased Array UT inspection
Jean-Michel Aubert – TOTAL / Co-auteur : Nicolas Nourrit – Institut de Soudure
During an inspection by divers, on a TOTAL-operated deep offshore field, a flange connecting a water injection riser was discovered with a small leak. A root cause analysis has been conducted and the most probable cause has been evaluated as a lack of energizing of the steel gasket during initial bolts tensioning, due to a mistaken shape of the gasket. Despite the flange pass the hydrostatic test, the leak occurred after a few years and associated pressure cycles. Many other flanges were potentially impacted by this issue. TOTAL and IS (The French Welding Institute) developed in emergency a NDT procedure using UT-PA in order to verify the correct energizing of the metallic gasket. Further the inspection performed with divers and supervised by IS, some flanges were discovered defective and could be repaired in a planned intervention before leaking. This article details the methodology used and its potentiality for directly verifying the correct sealing of flanges using metallic gaskets instead of indirect checks like bolts tensioning verification.

16:30 MA.2.C.2
Les ultrasons multiéléments au service du contrôle des organes de roulement en maintenance ferroviaire
Bastien Richard – SNCF – Agence d’essai ferroviaire / Co-auteur : David Beaubier, Stéphane Cato – SNCF – Agence d’essai ferroviaire
Que ce soit pour les contrôles d’organes ferroviaires en production dans les technicentres de maintenance de la SNCF, pour les expertises ou les analyses de défaillance en laboratoire, les contrôles ultrasons réalisés par la technique multiélément modernisent considérablement les applications, apportant un gain de temps significatif, un contrôle plus efficient et une plus grande ergonomie pour l’opérateur. Dans le cadre de la révision des organes de roulement en Technicentre, plusieurs applications de contrôle ultrasons ont évolué vers cette technique ou sont en cours de mise en production : examen des pistes de roulement, santé interne des roues, recherche de fissuration de fatigue dans les axes,… Dans chacun des cas, les travaux de déploiement des contrôles ultrasons multiéléments consistent à adapter les paramétrages et les modes opératoires aux spécificités propres au domaine ferroviaire : géométries complexes des zones à contrôler ou des zones d’application des sondes, la présence d’éléments d’assemblage, états de propreté après plusieurs années de service, des distances de sondage qui peuvent être importantes,… Le domaine ferroviaire bénéficie aujourd’hui des avancées des techniques multiéléments ultrasons pour les examens volumiques et il s’oriente également vers des développements d’examens surfaciques en multiéléments par courants de Foucault.

16:50 MA.2.C.3
Du design à la réalisation de capteurs ultrasons multiéléments
Valentin Perret – Ekoscan / Co-auteur : Sébastien Lonne – Extende
Les capteurs ultrasons multiéléments sont aujourd’hui grandement utilisés dans l’industrie pour tous types d’inspection. L’avantage majeur des capteurs multiéléments par rapport aux capteurs monolithiques est leur grande flexibilité. En ajustant l’arrangement des éléments suivant une direction (capteurs linéaires) ou deux (capteurs matriciels), la fréquence centrale et le type de couplage (immersion, sabot), il est ainsi possible d’optimiser la sensibilité et productivité d’un contrôle. L’utilisation d’un outil de simulation tel CIVA permet d’optimiser les différents paramètres d’un capteur et de son sabot avant réalisation. Dans ce papier, nous illustrerons l’utilisation de CIVA pour l’optimisation et la réalisation de capteurs DLA (Dual Linear Array) et DMA (Dual Matrix Array).

17:10 MA.2.C.4
Aircraft Engine Fan Blade Inspection by means of UT Phased Array and Eddy Current Array
Patrick Cabanis – Olympys- EMEA / Co-auteur : Ghislain Morais – Olympus – OSSA
Two different in-service incidents in less than one year involving fatigue cracks in engine fan blades have lead the federal authorities (FAA) to demand higher level of detection performance to be achieved during regular maintenance of civil aircraft engines. Olympus was recently mandated to develop new NDT inspection methods for high accuracy detection of reduced size fatigue cracks in titanium blades. Two complementary NDT methods have been selected to be suitable for in-service inspection: Eddy Current Array and Phased Array Ultrasound. These methods are due to be implemented at regular intervals and/or number of cycles. While Phased Array inspection is being done more often, on the wing, the Eddy Current Array shall be performed in the maintenance workshop following blade preparation. This paper describes the method and the tools specifically developed for this application. Data sets will be presented that confirm the well know advantages of multi-element techniques over the single element ones. In addition, the benefits of ultrasound combined with eddy current over penetrant testing will be explained. Imaging of the results and real-time coupling check reduces the human factor influence, volume and surface coverage with the use of multi-group technology improves the POD, electronic focalization increases the sensitivity while data storage and availability, speed of inspection and repeatability make the described method particularly interesting. The paper finally shows that the use of dedicated Phased Array and EC Array probes and setups can bring clear advantages and improve the inspection performance and the safety of civil aircraft engines.

MA2DUltrasons Non-linéairesPalais des Congrès

16:10 MA.2.D.1
Suivi de la relaxation non linéaire du béton par émission acoustique
Mourad Bentahar – Laboratoire d’acoustique de l’université du Mans / Co-auteur : Xiaoyang Yu , Montrésor , Silvio Mechri Charfeddine – Laboratoire d’acoustique de l’université du Mans
Ce travail présente une méthode de contrôle par émission acoustique (EA) mettant en jeu la dynamique lente dans des échantillons de béton microfissurés. Afin d’obtenir des états d’endommagement calibrés, l’Emission acoustique a d’abord été utilisée pour caractériser les micro-endommagements en temps réel lorsque des échantillons de béton sont soumis à des tests de flexion trois points. Ensuite, une classification non supervisée des signaux d’émission acoustique basée sur l’analyse en composantes principales et les k-moyennes a été appliquée pour classer les salves d’émission acoustique en liaison avec les mécanismes d’endommagement. Par ailleurs, le suivi de la relaxation non linéaire des échantillons de béton par émission acoustique a révélé l’existence d’une période de silence avant que le béton ne commence à émettre les salves d’émission acoustique. Une similitude est apparue entre les propriétés des salves détectées lors de la relaxation non linéaire et celles des essais quasi-statiques. Enfin, ce travail montre également que la dynamique des mécanismes d’EA identifiés pendant la relaxation non linéaire est dépendante du mécanisme considéré.

16:30 MA.2.D.2
Contrôle par ultrasons non-linéaires de joints métalliques collés et validation par comparaison avec des tests destructifs
Guillemette Ribay – CEA List / Co-auteur : Paul Zabbal – CEA List, Julien Jumel – Université de Bordeaux
Depuis quelques décennies, le collage tend à remplacer les methodes traditionnelles d’assemblage de structures ; en effet, contrairement aux rivets ou autres perçages, il permet d’assembler des matériaux de nature différentes (comme par exemple des composites avec des métaux), conduit à une reduction du poids de l’assemblage, ainsi qu’à une meilleure répartition des contraintes aux interfaces, réduisant ainsi les risques d’apparition de défauts de fatigue. On retrouve ainsi ces collages dans diverses industries, comme l’aéronautique ou l’automobile.
Pour des raisons évidentes de sécurité, il est nécessaire de vérifier la qualité du collage de ces structures, que ce soit en fabrication ou tout au long de leur vie. Or le contrôle non destructif de structures collées reste délicat. Les méthodes classiques de contrôle par ultrasons linéaires ont fait leurs preuves dans la détection de défauts type bulles d’air ou décohésion franche, mais leur application à la quantification de l’adhérence au niveau des interfaces collées reste encore difficile. Dans ce papier, nous présentons une autre approche reposant sur l’utilisation d’ondes de fortes amplitudes, permettant d’activer les non-linéarités de contact au niveau d’éventuels défauts d’adhésion.
Un dispositif dédié a été développé afin de générer une onde de forte amplitude à une fréquence donnée et ne contenant aucune harmonique ; ainsi, lors d’un contrôle, seules les harmoniques générées par des phénomènes non-linéaires ayant lieu dans la structure inspectée seront détectées et analysées. Ce dispositif repose sur l’usage du principe de retournement temporel (et est appelé ‘chaotic cavity transducer) et constitue in fine un nouveau transducteur à part entière.
Dans cette étude, divers joints d’aluminium ont été collés avec une colle utilisée en aéronautique (AF191). Plusieurs défauts d’adhésion ont été générés par pollution maitrisée d’un substrat avant collage (spray de téflon, ou traces de doigts). On montre que la méthode d’inspection développée ici permet de détecter et localiser ces défauts. De plus, les échantillons ont subi des tests mécaniques destructifs (type DCB) afin de quantifier l’énergie d’adhésion des échantillons ; un bon accord est observé entre cette mesure destructive et la mesure de non-linéarité.

16:50 MA.2.D.3
Imagerie ultrasonore non-linéaire pour la détection et la caractérisation de fissures fermées
Ewen Carcreff – TPAC / Co-auteur : Marwane Dherbécourt, Anissa Méziane, Mathieu Rénier – I2M, Andreas Schumm
La caractérisation de fissures de fatigue est une problématique récurrente dans de nombreux domaines des essais non destructifs. Les techniques ultrasonores conventionnelles permettent de détecter et dimensionner les fissures présentant une rupture d’impédance acoustique (typiquement de l’air ou de l’eau à l’intérieur de la fissure). Lorsque les fissures sont fermées ou soumises à des contraintes qui les ferment, ces techniques classiques ne permettent pas de détecter les parties fermées des fissures et aboutissent à un sous-dimensionnement du défaut. La détection et le dimensionnement de ce type de défauts est donc un enjeu industriel important dans de nombreuses applications. Récemment, des techniques d’imagerie non-linéaire utilisant des sondes multiéléments ont montré de très bons résultats. Ces techniques utilisent des séquences ayant différentes puissances acoustiques transmises dans le matériau en jouant sur le nombre d’éléments émetteurs. Le premier avantage technologique de cette technique est qu’elle fonctionne avec des plateformes d’imagerie classiques mais nécessite une ouverture aux paramètres de mesure et aux données brutes. L’image non-linéaire est ensuite obtenue par soustraction entre les images linéaires et montre une représentation du résidu non-linéaire autour de la fréquence fondamentale de la sonde. Le deuxième avantage est le fait d’utiliser des sondes classiques, sans avoir besoin de mesurer des harmoniques supérieurs ou inférieurs. Des expérimentations sur des échantillons réalistes montrent une meilleure sensibilité de la méthode non-linéaire sur des fissures fermées et améliorent nettement le contraste des images. Dans ce travail, une étude des paramètres est également menée afin de mieux comprendre et augmenter les performances de la méthode. 

17:10 MA.2.D.4
Analyse modale non linéaire appliquée au suivi des structures en Génie Civil
Vincent Garnier – Université Aix Marseille / Co-auteur : Jesus Eiras, Florian Ouvrier Buffet, Cédric Payan – Laboratoire de mécanique et d’acoustique
Le besoin en termes d’Evaluation Non Destructive est croissant en Génie Civil afin d’anticiper sur les pertes de fonctions d’une structure qu’elles soient mécanique ou d’étanchéité. L’auscultation des structures de Génie Civil peut se faire à une échelle locale avec des techniques d’END usuelles ou spécifiques. Elle peut se faire aussi à l’échelle globale dans une démarche de suivi ponctuel ou en en temps réel. La génération de vibration forcée ou naturelle peut s’appliquer à ces deux échelles en apportant une information sur la non linéarité du matériau. Nous proposons donc de décrire les différentes échelles auxquelles nous travaillons dans plusieurs projets. A une échelle interne au matériau, une vibration forcée nous permet de détecter une contributjesusion non linéaire au cœur du matériau (projet ODOBA). A l’échelle d’une plaque, nous avons développé une approche de l’analyse modale non linéaire en laboratoire qui permet par le suivi des courbures des modes de vibration de détecter une zone endommagée de petite dimension. Cette approche nécessite une optimisation d’un modèle numérique par des mesures expérimentales. A une échelle de mesure sur site, cette dernière corrélation est appliquée au cas du contrôle des conteneurs de stockage de déchets radioactifs de l’ANDRA (projet DCND) pour servir de base à un contrôle de vieillissement de celui-ci. Enfin à l’échelle d’une structure de grande dimension que représente la maquette VeRCoRs d’EDF un suivi passif et un suivi actif sont mis en place sur une enceinte de confinement à l’échelle 1/3 d’une centrale nucléaire (Projet ENDE).
Les résultats sur ces quatre échelles de mesures conduisent à la détection d’un comportement non linéaire localisé dans des fortes épaisseurs, à une amélioration de la détection de défaut sur des géométries maitrisées, au développement d’une stratégie de contrôle de qualité et de SHM dans le cadre de la production et du suivi de conteneurs et enfin au suivi de la pression dans une enceinte lors d’une visite décennale.
En conclusion, nous proposons une approche multi-échelles se dégageant de ces travaux pour une structuration des auscultations du suivi temporel des structures en Génie Civil sur la base de mode passif ou actif.

MA2EInternational SessionPalais des Congrès

16:10 MA.2.E.1
Revision of the IIW Handbook on the Ultrasonic Examination of Austenitic and Dissimilar Welds
Invited Speaker : Channa Nageswaran – TWI (UK)
This handbook was designed to provide information about the capabilities for inspecting coarse-grained anisotropic heterogeneous welds which are often found in industry in critical components, such as the primary cooling circuit of nuclear power plants and clad line pipes in the oil & gas industry. The handbook was generated by a committee of subject experts assembled by the International Institute of Welding (IIW). The current edition (2008) is undergoing a revision to review and update changes in inspection technology. The primary areas being updated include simulation, phased array and imaging ultrasonic techniques. The revision will aim to be consistent with ISO standards covering these new inspection approaches that have become active since the last edition of the handbook. This talk will present the structure of the handbook and invite comments from the audience to shape the future edition of the document.

16:30 MA.2.E.2
Phased Array Ultrasonic Testing of Bars with CIVA-Driven System Design
Wolfram A. Karl Deutsch / Co-auteur : M. Eng. Timur Sayfullaev, Dipl.-Ing. Jörn Bolten
Driven by extensive CIVA computations and supported by several man-years of experimental work, two new concepts for the phased array bar inspection were developed. (Normally) 128 parallel PAUT test channels and four or six phased array probes are used to inspect bars within a diameter range between 15 mm and 130 mm. Two testing machines were installed in the UT systems laboratory of KARL DEUTSCH in Wuppertal Germany, where a fully functional roller conveyor allows for bar and tube transportation with test speeds of up to 2 m/s and diameters between 15 mm and 100 mm. The first test concept uses an immersion tank with four, five or six probes, depending on the application and the shape of the bar (round, quadratic, oval). A testing machine (type ECHOGRAPH-HRPS-PAUT) for oval aluminum bars with four PAUT probes and 100 % coverage of the bar cross section was successfully put into operation at the customer’s workshop in early 2019. The second test concept uses squirter coupling (water nozzles) and five PAUT probes in the standard configuration. The combined sector scans of all probes again produce 100 % coverage of the bar cross section. This testing machine (type ECHOGRAPH-STPS-PAUT) requires only two sets of probes to cover the diameter range between 15 mm and 130 mm. Fast change-over (less than 5 minutes including probe change), convenient maintenance (easy access to all mechanical parts), long probe lifetime (protected in water nozzles), few required spare parts (few probes) and the ability to inspect bars with straightness deviations up to 2 mm/m are important features of the newly developed testing machine. The skids which guide the squirter nozzles and probes along the bar surface are carefully chosen in accordance with the application (hard-metal, brass, plastics, sometimes rollers). Several PAUT testing machines of both types were successfully put into operation at the customers’ workshops in Europe and China. Steel and aluminum bars (mostly raw material for the automotive industry) were inspected.

16:50 MA.2.E.3
Practical evaluation of corrosion damage detection capabilities on pipelines using guided wave testing with axial propagation
Lukasz Sarniak – Warsaw University of Technology / Co-auteur : Jaroslaw Mizera, Andrzej Zagorski – Warsaw University of Technology
The Guided Waves Testing method allows screening the entire pipe wall, over tens of meters, from a single inspection position, as well as detection and location of discontinuities in the form of wall loss and corrosion effects on pipelines. It uses guided ultrasonic waves propagating in the axial direction of the pipe, excited by transducer rings consisting of connected piezoelectric modules. The received signal, in form of amplitude-time scan (A-Scan), provides information on general variations in the total cross-sectional area of pipe. This article discusses the detection capabilities of guided wave testing with axial propagation, based on practical tests carried out using Olympus Ultrawave LRT system on both above-ground and underground pipelines. The tested pipelines varied in terms of service life, diameter, thickness, temperature, type of coatings and insulation. The article discusses the possibilities and limitations of the method verified in practical application, as well as the obtained measurement ranges and signal-to-noise ratio.

17:10 MA.2.E.4
Ultrasonic response of a corner-cube retroreflector alone and behind screen(s) for telemetry applications
Marie-Aude PLOIX – Aix Marseille University / Co-auteur : François Baqué – Centre de Cadarache, Gilles Corneloup – Aix Marseille University
Ultrasonic telemetry involves detecting and then locating an object remotely. This requires good orientation conditions between the object and the transducer in order to have a measurable reflection echo. This can be degraded if the position of the object to be monitored has changed, for example. One solution is to use a target attached to the object that is designed to reflect energy even in case of misalignment. Here we study the corner-cube retroreflector (CCR, or rectangular trihedral target). It has the advantage of sending energy back in the same direction as the incidence direction (over a certain angular range). In the case of a steel target immersed in water, the performance of the CCR is compared to a selection of other targets (plate, groove, beads, tube and angle) and the clear advantage of the CCR is shown, especially in oblique incidence. We also show its good performance when it is hidden behind one and then two plates. Finally, as the work is carried out in the context of Generation IV reactors (with liquid sodium), the response of this target for the steel/liquid sodium couple is studied. Given the security difficulties in experimentally validating these simulations (carried out under CIVA), we have chosen to study the copper/water couple in order to get closer to it. This validation also allows to show the strong influence of the materials involved on the response of the CCR as a function of the angle of incidence.

TABLE RONDE
CERTIFICATION
16h10 - 17h30
Hall Exposition
Salle Méditerranée Veyre

POINT D’AVANCEMENT DES ACTIONS DE LA FEUILLE DE ROUTE DU POLE CERTIFICATION & QUALIFICATION : Vivian Didier

RETOUR SUR LES ENQUETES

  • Attractivité du métier : coté employeur et certifiés : Xavier Le Goff
  • VT direct & évolution de la certification VT : Thierry Ingouf, (MG Valdunes), Président du Comité Sectoriel Produits Métalliques de la COFREND
  • RT limité à l’interprétation : Pascal Queval (IFAT), Président du Comité Sectoriel Fabrication et Maintenance

ÉVOLUTION DE LA CERTIFICATION

  • UT PA : Anne-Marie Roy (Omexom NDT E&S)
  • Génie civil : Xavier Le Goff

DISCUSSION OUVERTE (TOUS)

CLÔTURE DE LA TABLE RONDE (Vivian Didier)

PRESENTATIONS COMMERCIALES16h10 - 16h40 : TESTIAHall Exposition - Espace Conférences
17:30
4ème Edition des DOCTORIALES de la COFRENDSession Pitchs "Ma thèse en 180 secondes"Auditorium Palais des Congrès

1 – ETUDE DE LA CORRELATION ENTRE MICROSTRUCTURE ET ULTRASONS DANS LES METAUX : APPLICATION AU CONTROLE NON DESTRUCTIF DE L’ALLIAGE DE TA6V – Déborah FAUCON – Eramet division alliages hautes performances / Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), UMR 5214 CNRS UM

2 – COMBINATION OF GEOPHYSICAL METHODS BY DATA FUSION TO IMPROVE THE DIAGNOSIS OF COASTAL EARTH-FILLED DIKES – Scarlett GENDREY – Cerema Direction Méditerranée, Laboratoire d’Aix-en-Provence

3 – APPRENTISSAGE AUTOMATIQUE POUR L’INSPECTION DE STRUCTURES PLATES METALLIQUES – Ouabi OTHMANE LATIF – UMI 2958GT-CNRS

4 – MODELE DE PREDICTION DE MACROSTRUCTURE DE SOUDURES TIG EPAISSES MULTI-PASSES POUR L’AMELIORATION DU CND PAR ULTRASONS – Quentin MARSAC – CEA de Cadarache / Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille, LMA, UMR 7031

5 – APPLICATION DU RETOURNEMENT TEMPOREL AUX ONDES DE LAMB POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF DES STRUCTURES MULTI-PLAQUES IMMERGEES EN SODIUM LIQUIDE – Jean-Christophe VALLÉE – CEA de Cadarache / Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille, LMA, UMR 7031,

6 – CARACTERISATION ULTRASONORE DE L’ELASTICITE DE COUCHE SOL GEL MICROMETRIQUE – Tahar KADI – IEMN-DOAE (UMR CNRS 8520), Université Polytechnique Hauts-de-France, CNRS, Univ. Lille, YNCREA, Centrale Lille, Valenciennes

7 – MAGNETIC BARKHAUSEN NOISE SIMULATION TOOL – Benjamin DUCHARNE – Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité, INSA Lyon, 69100 Villeurbanne

8 – MODEL ASSISTED POD FOR GUIDED WAVE-BASED SHM OF GROWING CRACKS – Sharma SANJAY – CEA Saclay-DIGITEO

9 – IMAGERIE ULTRASONORE ADAPTATIVE APPLIQUEE A DES STRUCTURES ANISOTROPES DONT LES PROPRIETES MATERIAUX SONT INCONNUES – Corentin MENARDCEA LIST

10 – ÉTUDE DES PROPRIÉTÉS ÉLECTROMAGNÉTIQUES DE POUDRES MÉTALLIQUES POUR LA FABRICATION ADDITIVE PAR COURANT DE FOUCAULT – Amaury THOMAS – CEA LIST

11 – THE ACOUSTIC EMISSION METHOD APPLICATION FOR DIAGNOSTICS OF ENGINEERING STRUCTURES USED FOR INDUSTRY – Dr Andrzej ZAGORSKI – Faculty Of Materials Science And Engineering, Warsaw University Of Technology

12 – TOMOGRAPHIE PASSIVE PAR ONDES ELASTIQUES GUIDEES POUR LA DETECTION DE CORROSION SUR TUBES – Huu Tinh HOANG – CEA List

13 – RAYONNEMENT MODAL D’ONDES GUIDEES ELASTIQUES GENEREES PAR DES SOURCES SURFACIQUES DANS DES PLAQUES FINIES AUX CARACTERISTIQUES EVENTUELLEMENT COMPLEXES – Jordan Barras – CEA-LIST

14 – CARACTERISATION LOCALE ET A DISTANCE DES CONTRAINTES RESIDUELLES MULTIAXIALES DANS LES TOLES D’ACIER UTILISANT L’EMISSION ET LA RECEPTION PAR EMAT D’ONDES ELASTIQUES GUIDEES – Abdellahi ABDERAHMANE – CEA List / CentraleSupélec, GeePS

15 – RAYONNEMENT PAR DES PATCHS MAGNETOSTRICTIFS D’ONDES ELASTIQUES GUIDEES DANS UNE PLAQUE – Guillaume COUSIN – CEA List

16 – IMAGERIE DE PHASE EN RAYONS X HAUTE RESOLUTION POUR LE CONTROLE DYNAMIQUE NON DESTRUCTIF DE MATERIAUX COMPOSITES – Georges GIAKOUMAKIS – Onera (DOTA) / CEA (DISC)

18:40
FIN DU PROGRAMMEFermeture de l'Exposition
8:00
ACCES AUX EXPOSANTS OPENING TO EXHIBITORS8h30 - OUVERTURE DE L'EXPOSITION / EXHIBITION OPENINGHall Exposition
8:30
ME1AComposites et Céramiques IPalais des Congrès
ME1BRadiographie IIPalais des Congrès

8:30 ME.1.B.1
Radiologie numérique pour l’évaluation des profondeurs d’affaissements au sein de composants soudés pour turbomoteurs.
Emmanuel Siryabe – Safran Helicopter Engines / Co -auteur : Etienne Juliac, André Barthe – Safran Helicopter Engines
Le contrôle non destructif par radiologie numérique à rayons X (RX) est de plus en plus utilisé dans les industries aérospatiales et les applications médicales en raison de ses nombreux avantages, parmi lesquels, la non utilisation des produits consommables et chimiques et la réduction du temps de contrôle. Dans cette étude, la radiologie numérique est utilisée pour évaluer la profondeur d’affaissements ou des cavités, dans des composants soudés pour turbomoteurs, en mesurant la différence de niveaux de gris entre la soudure et l’affaissement. Deux lots d’échantillons représentatifs sont premièrement testés : le premier est constitué d’alliage base nickel et le second d’alliage base cobalt. La comparaison entre les mesures RX et celles obtenues par profilomètre laser et découpes micrographiques, montre un accord satisfaisant. Des pièces réelles sont ensuite soumises au contrôle RX et analysées. Les résultats obtenus démontrent la capacité de la radiologie numérique à rayons X à évaluer les profondeurs d’affaissements dans des assemblages soudés.

8:50 ME.1.B.2
Présentation du logiciel de Radiographie/Tomographie X Modherato
Nicolas Estre – CEA List
MODHERATO (Modélisation Haute Energie pour la Radiographie et la Tomographie) est un logiciel de simulation déterministe, développé en C par le Laboratoire de mesures nucléaires au CEA de Cadarache.
Il calcule la transmission photonique entre une source RX ou gamma et un détecteur numérique pixélisé (ne traite pas les films argentiques) placés de part et d’autre d’un objet virtuel préalablement défini (scène 3D). À l’issue de la simulation, le code délivre des images radiographiques ou des sinogrammes (multi-projections de l’objet sous différents angles). Les sinogrammes sont injectés à un algorithme de reconstruction adapté à la géométrie de simulation qui délivre à son tour des images tomographiques qui décrivent la nature interne de l’objet.
Différents types de rayonnements générés par différents types de générateurs ou source peuvent entrer dans la composition de la chaîne radiographique simulée : photons produits par un accélérateur d’électrons après conversion (source directionnelle spatialement anisotrope) ou photons produits par un tube X ou une source isotopique (source isotrope ou assimilée comme telle). Ces sources peuvent être mono énergétiques (source isotopique) ou multi énergétiques (tube X et LINAC). MODHERATO peut lire les fichiers MCNP décrivant les spectres issus de la modélisation du rayonnement de freinage généré par un électron ayant une énergie d’accélération donnée et frappant une cible dense.
Les éléments sensibles qui composent le détecteur peuvent être jointifs ou non jointifs et associés à une fenêtre de post- collimation ou non. Il peut s’agir de scintillateurs ou de détecteurs semi-conducteurs. La distribution spatiale des éléments qui composent le détecteur peut être circulaire (chaque élément est placé à une distance égale du foyer de la source), linéaire ou matriciel (l’élément le plus proche du foyer est l’élément central du détecteur). Les géométries simulées sont de type éventail, translation-rotation, hélicoïdale ou conique. Le rendement du détecteur est calculé fonction de l’énergie du photon incident et des données géométriques ou physiques (éloignement d’une caméra, ouverture de l’objectif, type de fibres optiques, efficacité quantique des photodiodes, etc.). Le dépôt d’énergie des X ou gamma dans le volume sensible (scintillateur ou semi-conducteur) doit par contre être pré-calculé par un code de transport de particules Monte-Carlo.
La description de la scène 3D utilise un modèle CAO volumique simplifié (cylindres, ellipsoïdes, parallélépipèdes) pour décrire des objets dont chaque constituant est associé à un matériau ou un mélange.
La particularité de MODHERATO est la prise en compte d’un grand nombre de paramètres définissant le détecteur et les bruits assosicés.
MODHERATO a été validé expérimentalement dans le cadre de nombreuses études menées par le CEA Cadarache sur un domaine d’énergie compris entre la centaine de keV (tubes X) et plusieurs MeV (sources isotopiques et Linacs).
La présentation détailler le fonctionnement et l’utilisation du logiciel, ainsi que les résultats de validation.

9:10 ME.1.B.3
A new photon counting detector for high energy NDT applications
Angela Peterzol  – Framatome Intercontrole / Co -auteur : Pascal Brun – Framatome Intercontrole, Charlotte Eriksson, Niclas Weber, Christer Ullberg – Direct Conversion – Xcounter
We present here a new dual energy, photon-counting detector (PCD) prototype designed for high energy range (E > 200 keV) applications. Two modifications have been brought about to the older Direct Conversion Thor model (which is a direct converting X-ray detector based on CdTe-CMOS sensor hybrids): 1) The first one concerns the thickness of the CdTe active layer, which has been adjusted in order to allow a detection efficiency increase of about a factor 1.4; 2) The second modification entailed the detector ASIC re-spin in order to enlarge the range for the energy threshold selection. Up to now, the latter was limited to 130 keV; with the new PCD, the maximum threshold has been augmented by a factor 10. Improvement 2) allows reducing scatter content of acquired images when dealing with gamma sources such as Iridium 192, and Cobalt 60; and also pulsed sources like linear accelerators or betatrons. As a consequence, flaws contrast results significantly improved. Outcomes from new PCD performance evaluation tests will be presented. Comparison with the older detector model will be detailed for the Iridium 192, and Cobalt 60 sources. Image quality will be assessed in terms of EN ISO 19232 IQI (wire and hole), Signal to Noise Ratio and basic spatial resolution (via duplex IQI) according to the EN ISO 17636_2.

ME1CPatrimoinePalais des Congrès

8:30 ME.1.C.1

8:50 ME.1.C.2
Application END pour le maintien en service d’un matériel ferroviaire centenaire
Florence Bey, Jean-Pierre Gielen – SNCF Voyageurs/ Co-auteur : Yann Cheynet– SNCF Voyageurs
Le Train Jaune est un train à voie métrique qui relie Villefranche-de-Conflent à la Tour de Carol dans les Pyrénées depuis 1910. Son matériel roulant chargé d’histoire est très apprécié des touristes. Cette ligne ferroviaire est source d’enjeux politiques et un atout touristique important pour la région Occitanie. En 2012, l’Ingénierie du Matériel SNCF a été sollicitée pour définir les conditions de prolongation d’exploitation du matériel roulant jusqu’en 2014 puis 2020. Les opérations de révision ont alors mis en évidence de très nombreux défauts sur les roues à rayons des essieux de certaines voitures historiques, dus au procédé d’élaboration du matériau utilisé au début du 20ème siècle. Un protocole adapté et inédit de suivi en service par END a été mis en place par l’Ingénierie du Matériel SNCF afin de permettre à la Région OCCITANIE de continuer à exploiter ces véhicules en sécurité durant les périodes estivales.

9:10 ME.1.C.3
Nouveaux contrôles non destructifs et nouvelles connaissances sur le patrimoine métallique
Jacques Rebiere, Françoise Mielcarek – LC2R Draguignan / Co -auteur : Sébastien Brzuchacz, Fabrice Echevarria – Cetim, José Peral, Serge Valcke – Perazio, Jean-Luc Pettier, Laurent Sauvage, Daniel ECK, Fanny Jallu – CEA Cadarache, Kosta Gkaragis- Centre dracénois d’imagerie – Espace Euros 
L’application des examens non destructifs à des objets issus de productions normalisées peut également être réalisée ou appliquée à des objets métalliques très endommagés à la suite d’une immersion ou d’une conservation prolongée dans le sol. En fonction des sources et des résolutions qui leurs sont liées, nous présenterons les apports et limites des techniques conçues à des fins industrielles ou médicales appliquées à un patrimoine mobilier métallique dont la conception et l’utilisation ne correspondent pas aux normes habituelles des contrôles non destructifs. Ces examens non invasifs, en ouvrant la voie à des reconstitutions virtuelles de certains objets massifs ou composites, permet une meilleure stratégie de conservation de ce patrimoine fragile. Il s’agit de l’une des avancées majeures de la décennie écoulée en matière de conservation, d’étude et de valorisation du patrimoine.

ME1DInternational Session- IIWPalais des Congrès

8:30 ME.1.D.1
Impact of the NDT-Commission V in the International Institute of Welding
Invited Speaker : Mark Kreuzbruck – University of Stuttgart (Germany)/ Co-auteur : Pierre Calmon – CEA List
The International Institute of Welding (IIW) is a world-wide welding association from currently 55 countries with the aim to advance welding and joining technology. Its 23 commissions are collaborative forums which foster the expertise of practitioners, scientists, engineers and other specialist personnel from around the world. Their input and consensus leads to the generation of many types of technical output. In this context Commission V offers a platform for international NDT-experts for the dissemination, transfer and exchange of state-of-art knowledge on Nondestructive Testing and structural health monitoring of welded products. The overall aim of these activities is to assure and improve the actual state of knowledge to meet industrial and societal requirements, to reduce the risk of catastrophic failure of components and thus contributing to a higher level of safety in technical systems. These objectives are achieved by activities such as i) the transfer of relevant new scientific knowledge into the development of new testing methods, ii) the multidisciplinary cooperation with other IIW-commissions to enhance the mutual understanding between design, fracture mechanics and NDT, iii) The cooperation with further national and international NDT-societies and community to coordinate activities, iv) the preparation of industrial standards, where rules how to apply a method are still missing or technology progress has to be added to older standards and v) publishing the results in scientific peer review articles.  We report of current projects of the subcommissions such as Radiographic testing, Ultrasonic Testing, SHM, Electromagnetic and optical techniques, as well as Reliability including simulation of NDT techniques.

8:50 ME.1.D.2
Use of the ENIQ methodology for development of FMC/TFM inspection procedures
Channa Nageswaran – TWI (UK)
The European Network for Inspection and Qualification (ENIQ) was developed within the nuclear industry with a focus on improving the quality and reliability of in-service inspection (ISI) of nuclear power plants.  TWI has adopted this methodology to develop inspection solutions for other industries. The systematic approach to quantifying the performance of an inspection technique provided by ENIQ allows TWI to develop robust and reliable inspection techniques and procedures for clients, and a framework for assessing the fitness for purpose of legacy procedures. A case study from the fabrication scenario in the oil & gas sector will be presented, where the ENIQ approach was used to assess FMC/TFM imaging of corrosion resistant alloy (CRA) girth welds by the TWI Crystal software platform. The resultant best practice guide (BPG) provided evidence based guidance to generate inspection procedures that would remain compliant with the DNVGL-ST-F101 governing code for submarine pipeline systems.

9:10 ME.1.D.3
PROGRESS on FMC / TFM Technique Standardisation
Daniel Chauveau – Institut de Soudure / Co -auteur : Wassink Casper – Eddyfi
Most NDT is performed according to standards, to check the integrity or safety of an industrial component especially when it is welded. In some regulated domains, e.g. pressure equipment, it is almost impossible to apply new NDT techniques without appropriate standards. That is why, it is so important to develop standards for the new NDT technique, in order to facilitate their adoption by end-users. In this paper the status of development of standards for Full Matrix Capture / Total Focusing Method (FMC/TFM) in different standardization bodies will then be presented, emphasizing the development driven by the IIW of new ISO standards (ISO/DIS 23864 for weld testing and ISO/DIS 23865 as a general technique description). The main issues discussed in development of the above standards will be explored.

9:30
PAUSE CAFECOFFEE BREAKHall Exposition
9:50
4ème Edition des DOCTORIALES de la COFRENDSession Posters DoctorantsHall Exposition

POSTER 1: ETUDE DE LA CORRÉLATION ENTRE MICROSTRUCTURE ET ULTRASONS DANS LES MÉTAUX : APPLICATION AU CONTRÔLE NON DESTRUCTIF DE L’ALLIAGE DE TA6V
Déborah FAUCON – Eramet division alliages hautes performances / Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), UMR 5214 CNRS UM / Co-Auteurs : Arnaud Vezian, Pierre-Emmanuel Richy, Claude Chambon – Eramet division alliages hautes performances ; Didier Laux, Eric Rosenkrantz, Jean-Yves Ferrandis – IES, UMR 5214 CNRS UM
L’état microstructural d’un alliage métallique est conditionné par le traitement thermomécanique subi au cours de son procédé de fabrication. Dans le cas de pièces en alliage Ti-6Al-4V, la mise en forme est généralement réalisée dans le domaine αLPHA/βETA et certaines applications requièrent un traitement thermique dans le domaine βETA. Lors de ce dernier traitement, des hétérogénéités de microstructures peuvent apparaître sur des pièces forgées. Pour contrôler ces zones d’hétérogénéités, deux techniques d’inspection ultrasonore (US) complémentaires ont été étudiées afin de mettre au point une méthode de détection non-destructive.
La première est la spectroscopie ultrasonore. Elle consiste à étudier l’évolution de l’atténuation (et de la vitesse) des ondes US dans le TA6V en fonction de la fréquence. La seconde est l’analyse du bruit de structure. Au cours de la propagation dans l’échantillon, le signal US est rétrodiffusé aléatoirement par les grains. Le bruit dépend donc de la profondeur sondée et son analyse peut permettre de déterminer, entre autres, la taille des grains. Une étude approfondie visant à optimiser l’approche par spectroscopie US a été réalisée sur une gamme d’échantillons observés selon différents axes de la billette : l’axe longitudinal (L), Travers Court (TC) et Travers Long (TL). Les résultats expérimentaux obtenus en C-scan ont permis de mettre en évidence la sensibilité de l’atténuation et de la vitesse des US à la microstructure dans le sens L et TC. Plus particulièrement, les cartographies en atténuation et vitesse permettent de visualiser après forgeage et traitement thermique βETA, la croix du forgeron (reflet des champs de déformations obtenus par forgeage). Ainsi, l’atténuation en fonction de la fréquence se distingue d’un échantillon à un autre.Quant au bruit rétrodiffusé, il apparaît sensible à la microstructure du TA6V-βETA dans le sens L.

POSTER 2 : COMBINATION OF GEOPHYSICAL METHODS BY DATA FUSION TO IMPROVE THE DIAGNOSIS OF COASTAL EARTH-FILLED DIKES
Scarlett GENDREY1  (1) Cerema Direction Méditerranée, Laboratoire d’Aix-en-Provence, Aix-en-Provence, / Co-auteurs : Vincent GARNIER2, Pierre AZEMARD1, CEDRIC PAYAN2  (2) Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Marseille, LMA UMR 7031, Marseille, France
With 40% of the world population living on coasts and with climate changes causing extreme weather to be more frequent, the durability assessment of dikes is major concern, since structural failure might entail environmental catastrophes and human losses.
The diagnosis of coastal earth-filled dikes (CEFD) using geophysical methods like seismic methods, ground-penetrating (GPR), and electrical resistivity tomography (ERT), is commonly used to detect and locate pipeline networks or defects, such as large voids. However, small-sized voids or low-density areas, which might eventually be filled by water, are usually undetected when using a single geophysical method. This study aims at improving the diagnosis and extend the capability of such geophysical characterization by combining the physical observables issued from any of these three techniques (aka data fusion). The performance of the proposed approach was investigated on three scenarios.
First, a set of earth samples were produced in laboratory conditions by varying two physical states (or indicators): water content and dry bulk density at the optimal normal Proctor. The lime and salt contents were respectively fixed at 0 and 2%, and 30g.L-1. This parametric study established a collection of observables, which were divided in three groups: electrical (apparent resistivity), seismic (compressional and shear wave velocities), and electromagnetic (relative permittivity). Both, water content and dry bulk density were accurately predicted by using the data fusion algorithm.
Second, synthetic electrical and seismic data were produced on a 2D finite element model using a commercial software. After post-processing the data, the resulting density map matches that set on the numerical model.And finally, third, seismic and electrical data were collected on field conditions, where defects, such as low-density areas and small voids were already present. This latter experimental campaign included information of temperature and moisture sensors. In the scope of the CPER FEDER Digue 2020 project, the proposed method shows promise for evaluating the mechanical integrity of CEFD.

POSTER 3 : APPRENTISSAGE AUTOMATIQUE POUR L’INSPECTION DE STRUCTURES PLATES METALLIQUES
Ouabi Othmane-Latif – umi 2958gt-cnrs
Les techniques de contrôle non destructif sont au coeur des activités de l’UMI 2958 GT-CNRS qui héberge en particulier deux groupes de recherche dont l’un est intéressé par l’inspection par ondes acoustiques, l’autre par l’inspection par ondes terahertz. Le groupe de recherche en robotique et en traitement automatisé de la perception est dirigé par le Dr. Cédric Pradalier, qui coordonnera à partir du 1er Janvier 2020, le projet européen BugWright2 pour l’inspection de coques de navires et de réservoirs de stockage.
L’objectif de ce projet est le développement d’un capteur embarquable pour la détection de défauts (corrosion, fissures…) dans les structures en plaques métalliques en utilisant des ondes guidées.
Les ondes ultrasoniques guidées (UGW) peuvent se propager à travers l’épaisseur du matériau en suivant une direction parallèle à la surface. En utilisant les propriétés des signaux propagés, il est possible d’inférer l’état du matériel, en particulier de détecter des fissures, trous, ou marques de corrosion. Cependant, la complexité de l’analyse des signaux transmis en pratique rend difficile la détection et la caractérisation des défauts par des méthodes traditionnelles, mais ouvre aussi des opportunités pour l’application de l’apprentissage automatique.
L’approche innovante de ce projet de thèse est de tirer parti des dernières avancées réalisées dans le traitement des ondes acoustiques pour la reconnaissance de la parole, et d’explorer leur applicabilité à l’interprétation des signaux UGW. Nos travaux exposeront les résultats préliminaires d’une méthode basée sur l’apprentissage automatique pour identifier si un défaut est présent dans des plaques métalliques, pour déterminer de quel type de défaut il s’agit, et pour quantifier ses paramètres (taille, localisation, épaisseur de corrosion…).
En raison du besoin important de données d’apprentissage, des données synthétiques seront générées par simulation, et sur lesquels les algorithmes d’apprentissage seront entraînés avant d’être optimisés sur un nombre modéré d’exemples réels. Une première évaluation du potentiel de cette approche pour l’identification de défauts sera présentée dans le cas de plaques d’aluminium simulées et réelles dans des conditions de laboratoire.
En somme, le projet a l’ambition de développer des méthodes innovantes à l’intersection du traitement du signal et de l’apprentissage automatique pour l’inspection de plaques métalliques.

POSTER 4 : MODELE DE PRÉDICTION DE MACROSTRUCTURE DE SOUDURES TIG EPAISSES MULTI-PASSES POUR L’AMÉLIORATION DU CND PAR ULTRASONS
Quentin MARSAC 1,2 / Co-auteurs : Cécile GUEUDRÉ2, Marie-Aude PLOIX2, François BAQUÉ1, Gilles CORNELOUP2, (1)CEA/DEN/CAD/DTN/STCP/LISM Centre de Cadarache, (2)Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille, LMA, UMR 7031
Le contrôle non destructif par ultrasons de soudures multi-passes épaisses en acier inoxydable austénitique est complexe car la macrostructure de la soudure est à la fois anisotrope et hétérogène. Par conséquent, la propagation du faisceau ultrasonore est altérée (déviation, division, atténuation, …), rendant le diagnostic difficile ou même erroné.
Le diagnostic peut être amélioré en modélisant la propagation des ondes ultrasonores. Pour cela, la description de la macrostructure est nécessaire. Cette description peut être obtenue directement sur une macrographie, mais cela nécessite une analyse destructive de la soudure. Une solution alternative est de prédire la macrostructure de la soudure.
Depuis les années 2000, le LMA, EDF et Naval Group ont développé le modèle MINA dans le but de prédire la macrostructure de soudures multi-passes fabriquées selon le procédé à l’électrode enrobée (EE). MINA constitue un modèle phénoménologique de la croissance de grains.
Un travail collaboratif en cours au LMA et au CEA a permis de développer un modèle similaire à MINA pour les soudures fabriquées selon le procédé Tungsten Inert Gas (TIG, ou GTAW).
Dans cet article, nous exposons tout d’abord l’originalité du modèle qui est d’exploiter des macrographies de lignes de fusion dans le but de calculer les paramètres phénoménologiques d’entrée du modèle. Puis nous présentons le cœur du modèle, c’est-à-dire le calcul des directions du gradient thermique au sein d’une passe puis dans une soudure multi-passes. La connaissance du gradient thermique permet alors le calcul des directions de croissance de grains, basé également sur les observations des macrographies et sur les connaissances théoriques de la croissance de grains.
Finalement, nous exposons les conclusions concernant la validité du modèle, en comparant d’une part les macrostructures prédites par le modèle à celles mesurées sur les macrographies et d’autre part, les résultats de mesures ultrasonores simulées à partir des macrostructures prédites et mesurées.

POSTER 5 : APPLICATION DU RETOURNEMENT TEMPOREL AUX ONDES DE LAMB POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF DES STRUCTURES MULTI-PLAQUES IMMERGEES EN SODIUM LIQUIDE
Jean-Christophe Vallée 1,2 / Co-auteurs :  Jean-François Chaix1,  Marie-Aude Ploix1, Cécile Gueudré1, François Baqué2  , (1)Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille, LMA, UMR 7031, 2CEA/DEN/CAD/DTN/STCP/LISM, Centre de Cadarache
Les méthodes de Contrôle Non Destructif (CND) ultrasonores se révèlent particulièrement utiles dans l’inspection et la surveillance des réacteurs nucléaires refroidis au sodium liquide RNR-Na. En effet, l’opacité du sodium liquide restreint considérablement l’utilisation de systèmes optiques. Il est de plus fortement oxydant, ce qui limite les possibilités d’immersion de traducteurs ultrasonores. L’option d’inspecter les éléments internes de cuve depuis l’extérieur de la cuve primaire constitue donc une piste intéressante car elle s’affranchit des contraintes du milieu sodium.
Les grandes dimensions des structures à contrôler (le diamètre de la cuve primaire est de l’ordre de 15m) et la géométrie à doubles parois permettent d’approximer localement le système par un ensemble de plaques parallèles immergées. La face externe de la première plaque est la seule face accessible par les traducteurs ultrasonores. L’objectif est de détecter et localiser un (ou plusieurs) éventuel défaut dans les différentes plaques. On utilise les ondes de Lamb, dîtes « Leaky » (due aux réémissions de ces ondes dans le fluide environnant) pour propager de l’énergie ultrasonore dans la première plaque, puis de plaque en plaque par l’intermédiaire du fluide présent entre les plaques. On cherche alors à optimiser le contrôle en utilisant le retournement temporel qui permet de focaliser sur les éventuels défauts.
Pour atteindre cet objectif final, nous étudions dans un premier temps la génération et la propagation d’ondes de Lamb au sein d’une unique plaque non immergée à l’aide d’un traducteur ultrasonore multiélément. Les courbes de dispersion et les vitesses de groupe des modes mis en jeu sont retrouvées et correspondent aux courbes théoriques. Nous avons appliqué la méthode DORT (Décomposition de l’Opérateur de Retournement Temporel) afin d’extraire des vecteurs propres associés à la position des défauts artificiels usinés dans la plaque. Les résultats de ces expériences sont confrontés à des simulations numériques effectuées sous COMSOL. Dans un second temps, ces mêmes essais sont réalisés sur une seule plaque mais en immersion afin de prendre en considération les effets des perte d’énergie sur les différentes analyses et sur les solutions de focalisation sur les défauts. Finalement le cas de deux plaques immergées est envisagé. Ces travaux permettent de mettre en lumière et valider des solutions innovantes de CND de systèmes multi-plaques.

POSTER 6 : CARACTERISATION ULTRASONORE DE L’ELASTICITE DE COUCHE SOL GEL MICROMETRIQUE
Tahar Kadi/ Co-auteurs : Marc Duquennoy1, Hervé Piombini2, Mohammadi Ouaftouh1, Nikolay Smagin1, Frederic Jenot1 , (1) IEMN-DOAE (UMR CNRS 8520), Université Polytechnique Hauts-de-France, CNRS, Univ. Lille, YNCREA, Centrale Lille, Valenciennes, France, (2) CEA, DAM, Le Ripault, F-37260 Monts, France
Le contrôle du dépôt des couches minces (micrométriques ou sub-micrométriques) et des propriétés mécaniques des matériaux est un défi majeur dans plusieurs domaines d’application. C’est pourquoi nous avons développé une méthode ultrasonore basée sur l’utilisation d’ondes acoustiques de surface hautes fréquences pour caractériser l’épaisseur et l’élasticité de ces revêtements. Ici, nous nous intéressons plus particulièrement à la caractérisation des couches minces optiques produites par des procédés sol-gel pour réduire les dommages induits par le laser. Les propriétés mécaniques de ces revêtements doivent être connues pour contrôler et maintenir une performance optimale sous diverses sollicitations pendant leur durée de vie. Il est donc nécessaire de disposer de moyens de caractérisation adaptés à l’échelle et à la nature des matériaux déposés. Dans ce contexte, la dispersion des ondes de surface ultrasonores induites par une couche micrométrique a été étudiée sur un substrat amorphe (silice fondue) recouvert d’une couche d’ormosil par un procédé sol- gel. La conception et la mise en œuvre de transducteurs interdigitaux à (IDT) ont permis de générer des ondes acoustiques de surface (SAW) sur une large bande de fréquences et d’étudier le phénomène de dispersion sur toute cette bande. Les épaisseurs et les modules de Young de plusieurs revêtements Sol Gel ont été estimés en utilisant une méthode inverse.

POSTER 7 : MAGNETIC BARKHAUSEN NOISE SIMULATION TOOL
Benjamin Ducharne1 / Co-auteurs : Patrick Fagan12, Anastasios Skarlatos2 , (1) Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité, INSA Lyon, (2) CEA-LIST, Gif-sur-Yvette, France.
The Barkhausen manifestation has been firstly observed in 1919, but its potential as an NDE tool has been proposed a long time after. Nowadays, it is communally used to investigate intrinsic material properties such as grain shapes, heat treatment, hardness … In the industrial field, mechanical components are submitted to metallurgic and heat treatments to generate residual stress gradients and to obtain the specific surface hardness required by the working conditions.
The industrial use of the magnetic Barkhausen noise characterization technique is very empirical: based on experimental data obtained from well-known samples, operators set thresholds of validation. Once a new component is controlled, an operator checks if the MBN signature remains in the healthy area, if not the damaged sample is pulling out of the fabrication line. Once rejected, the targeted samples are destroyed and no further investigations are performed.
MBN consists of discontinuous variations in flux density which are irreversible motions of magnetic domain walls when they break away from pinning sites under the influence of a varying external magnetic field H [1]. The Barkhausen activity is consequently highly dependent on the number, density and nature of pinning sites within the material. Pinning sites are grain boundaries, dislocations or precipitates of a second phase such as iron carbides for steel.
The stochastic nature of the magnetic Barkhausen noise makes the sensor voltage raw signal difficult to be analyzed [2]. Since a few years, in our laboratory, we have been working on the definition of a new indicator called magnetic Barkhausen noise energy ‘MBNenergy’ and which is obtained by integrating the square of the local magnetic field sensor voltage with respect to time [3][4]. Plotting as a function of the external magnetic excitation, the resulting hysteresis cycle can be observed and compared to the classic B(H) hysteresis cycles.
The MBNenergy(H) hysteresis cycle is based on the domain wall contribution. The B(H) one is based on both the domain wall and the rotation contribution. Simulating B(H) has been correctly done since many years, multiscale simulations have also been developed to isolate the contributions. In this study, these simulations tool are used. By associating them to an inverse process, we succeeded simulating a magnetic Barkhausen time variation envelope very close to the experimental results [5].
[1] Kleber & al., “On the role of residual internal stresses and dislocation on Barkhausen in plastically deformed steel”, NDT&E Int., vol. 37, iss. 6, pp. 439-445, 2004.
[2] Le Manh & al., “On the correlation of magneto crystalline energy and Barkhausen noise in API5L steels: a stochastic model”, J. of elect. Eng., vol. 66, n°7, pp.45-49, 2015.
[3]Ducharne & al., “Characterization and modeling of magnetic domain wall dynamics using reconstituted hysteresis loops from Barkhausen noise”, J. Magn. Magn. Mater., pp. 231-238, 2017.

POSTER 8 : MODEL ASSISTED POD FOR GUIDED WAVE-BASED SHM OF GROWING CRACKS
Sharma Sanjay  – CEA Saclay-Digiteo
Title-model assisted pod for guided wave-based shm of growing cracks
Performance quantification or demonstration of new inspection technology is a necessary step towards implementation, especially in the aerospace industry. Usually, the performance of non-destructive evaluation (nde) techniques is measured by the probability of detection (pod). Structural health monitoring (shm) is an emerging maintenance strategy aiming at interrogating the structure’s health from embedded sensors and possibly without interrupting the regular operation of the inspected component. Elastic guided waves (gw) are a promising option for shm, thanks to their capabilities to propagate on large distances and their sensitivity to different defects, which allow equipping the monitored area with a limited number of sensors.
However, the information from these waves can be quite complicated to comprehend because the waves are sensitive towards a significant number of variables, mainly environment, sensors location, damage locations\\orientation, and other operational conditions. Therefore, pod estimation in gw shm through the experiment can be especially burdensome and costly because of the fixed position of the sensors. Moreover, as emphasized by various authors, the option of repeated measurements on mock-ups with growing defects raises statistical issues related to the dependency of data. For these reasons, model assisted pod (mapod) approach is anticipated as a key element to enable the calculation of pod for gw-shm methods.
This article illustrates the potential of this approach. We use an sfem (spectral finite element method) code recently developed at cea list and implemented in the civa platform. The objective was to study pod estimation through successive measurements on a growing cracked through a hole in an aluminum plate inspected by a gw-shm system. The proposed shm system here is straightforward and is made of two piezoelectric transducers (one exciter and one receiver). The temperature of inspection, crack length, crack orientation, and transducer positions are considered as variability in the simulation. Then, the signal response is analyzed in terms of damage index, applying various damage detection strategy. Two sets of data, dependent, and non-dependent have been created by simulation. From these sets of data, pod curves have been computed following different statistical analyses: hit and miss, length at detection, and random effect algorithms.

POSTER 9 : IMAGERIE ULTRASONORE ADAPTATIVE APPLIQUEE A DES STRUCTURES ANISOTROPES DONT LES PROPRIETES MATERIAUX SONT INCONNUES
Corentin Menard – CEA LIST / Co-auteurs : Sébastien Robert – CEA LIST, Dominique Lesselier – CNRS CentraleSupélec
La qualité de l’imagerie ultrasonore multiélément repose sur l’adéquation entre un modèle direct de propagation des ondes et la propagation dans le milieu physique. Une image échographique peut donc être significativement altérée si les propriétés du milieu sont méconnues. Son degré d’altération dépend principalement de la fréquence du signal d’émission et de la polarisation (longitudinale ou transversale) des ondes considérées pour former l’image. La fiabilité des diagnostics en imagerie multiélément requiert alors de bien connaître le milieu au moment de l’inspection.
Cependant, en CND, cette connaissance n’est pas toujours disponible lors d’un contrôle sur site. C’est en particulier le cas pour les soudures austénitiques, fréquentes dans l’industrie nucléaire. Dans ce cas, le processus de soudage des aciers génère des propriétés élastiques fortement anisotropes, et les profils des zones soudées (forme du chanfrein, surface et fond d’une soudure) sont souvent de formes complexes, pouvant varier significativement d’une position à l’autre de la sonde. Le problème est qu’il n’existe à ce jour pas de méthode praticable permettant de connaître ces propriétés sans effectuer un prélèvement d’échantillon et une caractérisation en laboratoire par des techniques dédiées (macrographie, ultrasons en transmission, rayons X, cartographies EBSD).
Dans cette communication, on propose une méthode d’imagerie adaptative basée sur une procédure d’optimisation, pour améliorer les images dans des aciers méconnus fortement anisotropes. On s’intéresse notamment à l’imagerie TFM (Total Focusing Method) qui permet de réaliser l’optimisation en post-traitement à partir d’un même jeu de signaux. Une première image est calculée à partir d’une hypothèse isotrope. Si l’image fait apparaître une indication au-dessus du niveau de bruit, un algorithme d’optimisation itère des calculs des images, en faisant varier le modèle des propriétés de la structure, jusqu’à maximiser l’amplitude de l’écho d’intérêt. L’optimisation est validée statistiquement en simulation, en s’appuyant sur des outils d’apprentissage machine qui permettent d’accélérer les temps de calcul. Cette méthode est également évaluée expérimentalement sur différents échantillons avec des complexités variables : soudure homogène anisotrope, inhomogène anisotrope et chanfreins de géométries différentes. Dans chacun des cas, la procédure est capable de produire des images avec un haut niveau de RSB, tout en minimisant les erreurs de positionnement des défauts.

POSTER 10 : ÉTUDE DES PROPRIÉTÉS ÉLECTROMAGNÉTIQUES DE POUDRES MÉTALLIQUES POUR LA FABRICATION ADDITIVE PAR COURANT DE FOUCAULT
Amaury Thomas – CEA List, Co-auteurs : Natalia Sergeeva-Chollet – CEA List, Gérard Berthiau – IREENA
La fabrication additive métallique est un procédé de réalisation d’un objet tridimensionnel par ajout successif de couches de matière à partir d’un objet numérique. Cette technique est aujourd’hui employée dans de nombreux domaines, comme l’aérospatiale ou le médical, pour fabriquer des pièces avec un haut degré de précision. Une méthode de fabrication fréquemment utilisée est la méthode Selective Laser Melting (SLM). Elle consiste à ajouter une couche de matière par fusion du lit de poudre métallique, à l’aide d’un laser à haute puissance. Cependant, des défauts issus d’inhomogénéités de fusion, peuvent apparaitre dans la pièce pendant sa réalisation. Leur origine peut être liée à la présence de discontinuités au sein de l’étalement de la couche supérieure de poudre.
Ainsi, un étalement inhomogène de la couche de poudre entraine, lors du passage du laser, une différence de fusion qui créée des fragilités au sein de la pièce finale. En effet, il peut y avoir des agglomérats ou des absences locales de poudre au sein de la première couche qui est fusionnée. Par conséquent, une caractérisation in-situ de la couche supérieure de poudre est nécessaire pour s’assurer de la bonne qualité de l’étalement de poudre. Nous mesurons la conductivité électrique de la poudre par courants de Foucault pour évaluer les inhomogénéités de l’étalement et la compacité de la poudre.
Dans cette communication, la caractérisation de la poudre provenant de différents échantillons en mesurant leur conductivité électrique va être présentée. Celle-ci est obtenue à partir de la corrélation entre des mesures sur des matériaux solides étalons et des simulations réalisées à l’aide du logiciel CIVA. Puis, le lien entre la compacité de la poudre et la conductivité électrique va être défini.

POSTER 11 : THE ACOUSTIC EMISSION METHOD APPLICATION FOR DIAGNOSTICS OF ENGINEERING STRUCTURES USED FOR INDUSTRY
Dr Andrzej Zagorski – Faculty Of Materials Science And Engineering, Warsaw University Of Technology
Most NDT methods belong to local methods that require direct access to the examined parts of the structure. Acoustic emission tests (AT) is a global method. AT is characterized by the fact that the source of the indication is the defect itself. However, with a classic approach the structure tested must be loaded above normal operating conditions. In practice, AT are performed during a pressure test, and during operation at increased load. Tests of pressure equipment during start-up, normal operation and shutdown are also successfully practiced. This method of testing is called monitoring. The situation is different in the case of non-pressure devices, for example, such as supporting structures. In this case, the structure is tested during increasing the maximum load level or other structure overload. AT allows determining the global condition of the tested structure and locating active damages that may cause a failure during operation.
AT tests are particularly useful when there is no information about defects in the tested structure. In order to locate possible defects, usually tests are performed before other NDT techniques. Then, localized sources with increased acoustic activity are verified using local NDT methods. The reverse approach is used when the damage is detected by local methods, then in many cases AT tests are performed to determine the activity of the detected defect and its potential threat for further safe operation of the structure.
The article presents examples of the possibilities of using AT to diagnose selected engineering structures operating in industrial conditions.

POSTER 12 : TOMOGRAPHIE PASSIVE PAR ONDES ELASTIQUES GUIDEES POUR LA DETECTION DE CORROSION SUR TUBES
Huu Tinh Hoang  – CEA List
La corrosion représente un challenge majeur pour diverses industries, notamment celles de la pétrochimie et du nucléaire. Par conséquence, la détection de défauts par des techniques de Contrôle Non Destructif (CND) sur tubes joue un rôle important dans la prévention des risques de rupture ou de fuite. Une voie récente du CND, généralement connue sous l’acronyme anglais SHM (Structural Health Monitoring), consiste à intégrer les capteurs sur ou dans une structure pour faire le suivi de l’état de santé de cette structure au cours de sa vie. Dans nos travaux, nous utilisons les ondes élastiques guidées par la paroi métallique du tube comme moyen physique pour interroger l’état de structure. Ces ondes peuvent se propager loin des capteurs tout en présentant une grande sensibilité aux défauts, ce qui en fait une solution très prometteuse pour les applications SHM. Nous présentons ici une méthode d’imagerie de défaut sur des structures de type tubes ayant un grand diamètre par rapport à leur épaisseur. Les algorithmes d’imagerie par tomographie sont évalués lors de simulation sur des tubes droits et/ou coudés. La tomographie par ondes élastiques guidées est aussi testée lors d’expériences (pour caractériser un défaut de corrosion par électrolyse) à l’aide de deux anneaux de capteurs piézoélectriques (PZT) disposés autour de la zone contrôlée et utilisés comme émetteurs et récepteurs d’ondes élastiques guidées. Nous montrons que ces algorithmes de tomographie sont particulièrement bien adaptés à une solution dite « passive », où le bruit élastique ambiant présent dans une structure en fonctionnement (dû aux vibrations ou aux turbulences d’un fluide en mouvement) est exploité pour faire de la tomographie. Le développement de cette technique passive nous permet potentiellement d’utiliser des capteurs appelés réseaux de Bragg sur fibre optique (FBGs), qui sont des capteurs plus légers, moins intrusifs et plus résistants aux environnements sévères (hautes températures, radiations) que les capteurs PZTs classiquement utilisés en CND. Nous montrons finalement un résultat de tomographie hybride utilisant à la fois des PZTs et des FBGs pour détecter la corrosion présente dans un tube. Ces résultats sont très prometteurs pour développer un système SHM passif utilisant uniquement des capteurs de type FBGs, ce qui permettrait de tirer pleinement profit à la fois des avantages de ces capteurs et de la finesse du diagnostic par ondes guidées.

POSTER 13 : RAYONNEMENT MODAL D’ONDES GUIDEES ELASTIQUES GENEREES PAR DES SOURCES SURFACIQUES DANS DES PLAQUES FINIES AUX CARACTERISTIQUES EVENTUELLEMENT COMPLEXES
Jordan Barras – CEA-List
Les ondes guidées élastiques (OG) pour le contrôle non destructif (CND) et la surveillance de l’état de santé des structures (SHM) font l’objet de nombreux travaux sur un spectre allant des études théoriques au traitement des cas industriels. Elles peuvent se propager sur de longues distances ce qui constitue un avantage pour l’inspection de grandes structures. Néanmoins, la mise en œuvre des méthodes d’inspection par OG est difficile en raison de leur nature multimodale et dispersive. La simulation peut alors faciliter leur conception et aider à interpréter les mesures. Ici, un modèle permettant de simuler le champ multimodal rayonné par une source de contraintes surfaciques dans une plaque de caractéristiques éventuellement complexes est décrit, ce qui apparaît crucial pour la simulation des inspections. La source peut résulter de diverses transductions. La complexité des caractéristiques considérées inclut la réflexion sur des bords courbes, des plaques anisotropes multicouches, un amincissement local.
Le modèle combine une approche asymptotique basée sur un formalisme de Green modal afin de modéliser le rayonnement dans un guide uniforme et infini, avec une approche géométrique pour traiter les caractéristiques rendant la propagation plus complexe. La base modale est d’abord calculée grâce à la résolution d’un problème aux valeurs propres (méthode SAFE).
L’approche géométrique introduit le concept de pinceau. Un pinceau est un rayon qui suit le chemin d’énergie reliant un point (source) à un autre (de calcul) ; il est «instrumenté» par deux quantités différentielles permettant de déterminer les variations de courbure du front d’onde le long du rayon. L’amplitude de l’onde est proportionnelle à la racine carrée de cette courbure (1⁄√r pour la propagation en milieu isotrope). L’évolution du pinceau est décrite par une matrice globale résultant du produit en cascade de matrices élémentaires, chacune correspondant à un phénomène élémentaire : propagation rectiligne dans un guide homogène, réflexion à une frontière. L’amincissement continu de la plaque fait se courber le pinceau, ce qui est également décrit par une matrice de propagation.
Le modèle est ensuite validé en comparant ses prévisions avec celles calculées par un code éléments finis temporel développé au CEA, soit une méthode radicalement différente. Des exemples d’applications au CND / SHM sont alors donnés. La décomposition de telles formes d’onde complexes comme superposition de contributions modales est particulièrement utile pour comprendre les phénomènes physiques impliqués.

POSTER 14 : CARACTERISATION LOCALE ET A DISTANCE DES CONTRAINTES RESIDUELLES MULTIAXIALES DANS LES TOLES D’ACIER UTILISANT L’EMISSION ET LA RECEPTION PAR EMAT D’ONDES ELASTIQUES GUIDEES
Abdellahi Abderahmane12  / Co-auteurs : Alain Lhémery1 , Laurent Daniel2 – (1) CEA List, (2) CentraleSupélec, GeePS
Les contraintes résiduelles peuvent conduire à l’apparition de défauts et par suite à la réduction de la durée de vie des pièces. Il importe donc de les caractériser. Différentes méthodes non destructives existent (Rayons X, Courants de Foucault, Ondes élastiques…) avec chacune ses avantages et ses limites d’applicabilité.
Nous nous intéressons ici à la caractérisation des contraintes dans des tôles planes faites d’un matériau ferromagnétique (typiquement, un acier). La méthode que l’on propose utilise les traducteurs électromagnéto-acoustiques (electromagnetic- acoustic-transducer ou EMAT) pour générer et recevoir des ondes élastiques guidées (OG). D’une part les contraintes résiduelles affectent localement l’émission et la réception des ondes élastiques par les EMAT, à travers les effets magnéto- mécaniques, ce qui rend en possible la caractérisation locale par l’EMAT. D’autre part les contraintes résiduelles induisent un effet acousto-élastique, qui rend les vitesses de propagation des ondes dépendant de l’état de contrainte. On peut donc caractériser l’état de contrainte le long d’un chemin de propagation d’onde à partir de mesures de temps de vol entre l’émetteur et le récepteur. Cet effet, très faible en ondes de volume, est dans certaines conditions supérieur d’un à deux ordres de grandeur pour les OG.
Dans ce travail, on veut prouver la faisabilité d’une méthode de caractérisation à la fois locale et à distance, basée sur l’utilisation d’EMATs et d’OG. Pour cela, on développe un ensemble de modèles permettant de traiter les phénomènes multi- physiques i) partant de l’émission par EMAT dans une plaque ferromagnétique en présence de contrainte, ii) en passant par la propagation guidée dans une plaque en présence de contraintes multiaxiales non uniformes, et iii) allant jusqu’à la réception de ces ondes par EMAT. L’enchaînement des modèles constitue une solution du problème direct. Le modèle d’émission EMAT en milieu ferromagnétique a été récemment développé au CEA. Le modèle de réception est développé dans le présent travail et repose pour partie sur des calculs en émission ; il permet de prédire le signal mesuré par l’EMAT récepteur au passage d’une onde élastique. Un modèle semi-analytique d’ondes guidées est développé pour prendre en compte les effets acousto-élastiques en rendant compte de trajets complexes quand les contraintes résiduelles sont continûment variables.
Les ordres de grandeur favorables de la méthode permettent de remonter à l’état non-uniforme de contraintes résiduelles dans la plaque par reconstruction tomographique en multipliant les positions d’émission et de réception. De façon complémentaire, un modèle de courants Foucault créés par l’EMAT peut être inversé pour la caractérisation locale des contraintes supposées uniformes sous le capteur.

POSTER 15 : RAYONNEMENT PAR DES PATCHS MAGNETOSTRICTIFS D’ONDES ELASTIQUES GUIDEES DANS UNE PLAQUE
Guillaume Cousin – CEA List
Les patchs magnétostrictifs (MPT) sont couramment utilisés en contrôle non-destructif (CND), notamment pour l’inspection des canalisations par ondes guidées élastiques (OG). Les MPT sont constitués d’une bobine avec ou sans aimant permanent produisant un champ électromagnétique dynamique en interaction avec un champ magnétique statique au sein d’une bande magnétostrictive couplée à la pièce à inspecter. Différents phénomènes magnétoélastiques se produisent dans la bande, entraînant la génération d’un champ élastodynamique transmis à la pièce. Plus précisément, une géométrie de bobine appropriée peut engendrer un motif de contrainte-déformation semblable à celui d’une OG, ce qui permet une sélectivité efficace de modes guidés pour les méthodes de CND reposant sur l’utilisation des OG. Ce type de source peut générer des contraintes normales ou tangentielles de forte amplitude. Ainsi, les MPT constituent une alternative intéressante aux transducteurs piézoélectriques dans ce contexte.
Afin de garantir une utilisation optimale pour une application donnée, il est essentiel de concevoir le transducteur en tenant compte des différents phénomènes de transduction qui prennent place et des ondes guidées qu’ils rayonnent dans toutes les directions. À cette fin, nous avons développé un outil de simulation basé sur une approche de modélisation semi- analytique. Une attention particulière est portée sur la description de la source électromagnétique, aux transductions électromagnétiques dans le patch, au couplage élastique du patch avec la pièce et au rayonnement des ondes élastiques.
Le modèle global mettant en œuvre différents sous-modèles est présenté. Le premier sous-modèle prédit la transduction électroacoustique dans le patch [1]. Le second quantifie la transmission des ondes élastiques surfaciques du patch à la pièce à inspecter à travers le milieu de couplage, et ce, en utilisant le formalisme de Thomson-Haskell [2]. Il en résulte une prédiction de la distribution des contraintes surfaciques. Ces dernières sont les entrées d’un troisième modèle de prédiction du rayonnement modal des OGs. Le champ d’OG peut être post-traité pour fournir la directivité modale du MPT.
Comme le premier (resp. troisième) sous-modèle a été validé par des mesures [1] (resp. par comparaison [3] des calculs par éléments finis (EF) [4] développé au CEA), nous nous concentrons sur la validation du deuxième sous-modèle par EF. Les prédictions de notre deuxième sous-modèle sont en bon accord avec les résultats EF. Enfin, des configurations présentant un intérêt pour le contrôle non-destructif sont traitées pour illustrer certaines fonctionnalités du modèle global.
[1] Clausse, B., Lhémery, A., & Walaszek, H., “A model to predict the ultrasonic field radiated by magnetostrictive effects induced by EMAT in ferromagnetic parts,” J. Phys.: Conf. Ser. 797 (2017),
[2] Haskell, N. A., “The dispersion of surface waves on multilayered media,” Bull. Seismol. Soc. Am., 43 (1953), pp. 17-34.
[3] Barras, J., Lhémery, A. & Impériale, A., “Modal pencil method for the radiation of guided wave fields in finite isotropic plates validated by a transient spectral finite element method,” Ultrasonics, submitted (Nov. 2019).
[4] Impériale, A., & Demaldent, E., “A macro-element strategy based upon spectral finite elements and mortar elements for transient wave propagation modeling. Application to ultrasonic testing of laminate composite materials,” Int. J. Num. Meth. Engng. 119 (2019), pp. 964-990.

POSTER 16 : IMAGERIE DE PHASE EN RAYONS X HAUTE RESOLUTION POUR LE CONTROLE DYNAMIQUE NON DESTRUCTIF DE MATERIAUX COMPOSITES
Georges Giakoumakis – ONERA (DOTA) – CEA (DISC)
L’imagerie par rayons X est fortement développée dans de nombreux domaines de notre société et notamment dans les domaines industriels, médicaux ou sécuritaires. Classiquement, son utilisation repose sur la mesure d’atténuation des rayons X, bien adaptée pour les matériaux denses (métaux, os, armes …) car fortement atténuants et amenant du contraste à l’image. Toutefois il existe un large panel de matériaux d’intérêt, peu atténuants (composites, fibres carbonées, tissus mous, explosifs …) et difficiles à imager par rayons X. En effet, en radiographie classique, le contraste produit sur les images est relié à la variation de l’atténuation du flux de rayons X transmis, qui est fonction de la densité, de l’épaisseur du matériau étudié ainsi que de la longueur d’onde de la source. Mais en plus de leur atténuation, les rayons X subissent un déphasage qui est d’autant plus important que le matériau traversé est peu atténuant. Ce phénomène va également produire du contraste, dit de phase qui permet d’imager les matériaux peu denses.
A ce jour, différents dispositifs d’imagerie de phase ont été proposés et étudiés, basés entre autres sur l’utilisation de réseaux de diffraction. Parmi ceux-ci, on trouve l’interféromètre à décalage multilatéral (IDML), système dont la simplicité d’implémentation (une grille d’interférences) le rend particulièrement commode pour sa mise en œuvre sur banc de laboratoire.
Ce travail de thèse se concentre sur le contrôle in-situ de matériaux composites carbonés via l’utilisation de l’IDML sur tube à rayons X μ-foyer polychromatiques. Les objectifs étant notamment de :
– Mettre au point et optimiser les algorithmes dédiés à la quantification de la phase
– Adapter des algorithmes de reconstruction tomographique pour la cartographie 3D d’échantillons composites carbonés
– Compléter de manière accessible l’information d’atténuation des rayons X par leur information de phase, via des
équipements de laboratoire.
La mesure de phase n’étant pas directement accessible à l’image brute, elle nécessite des algorithmes d’extraction spécifiques qui peuvent faire apparaître différents types d’artéfacts. Ceux-ci constituent une part d’information de l’image de phase extraite qui doit être dissociée de l’information utile de l’échantillon. Or, ces artefacts peuvent être caractérisés individuellement et cartographiés à l’aide d’un paramètre physique appelé clôture des dérivées, directement calculable via la méthode d’IDML. Cette caractérisation nous permet a maxima de corriger ces artefacts et a minima de ne pas en tenir compte dans l’analyse, et ainsi limiter la surinterprétation de l’image produite.
La cartographie associée est appelée carte de confiance (CDC) ; elle est pour le moment générée de manière qualitative, l’objectif étant d’utiliser à terme une démarche quantitative. Des résultats d’extraction de phase sur des échantillons composites carbonés seront présentés. L’influence du spectre et l’utilisation de la CDC seront également présentés.

10h00
Open DaysJournée Portes Ouvertes aux étudiants de la Région Découvrir les métiers et les formations en END : 1ère PartieAuditorium Palais des Congrès

10h00 : BIENVENUE & INTRODUCTION – Philippe DELAPORTE , Président de l’Université d’Aix-Marseille

10:15 A LA DÉCOUVERTE DES END
Présentation : Les END, c’est quoi et à quoi ça sert ?
Jonathan Kroener (Rohmann), Président de l’OP “Les Jeunes et les END”

10:30 LES MÉTIERS (point de vue des donneurs d’ordre)
Permettre de mieux comprendre les attentes des employeurs, les compétences requises, les formations, les aptitudes et qualités exigées. En quoi la certification est importante, exemple dans l’entreprise, du processus de recrutement.

11:00 TÉMOIGNAGES (point de vue de jeunes professionnels)
De jeunes professionnels du niveau BEP à ingénieur, témoignent sur leur parcours de formation (scolaire, professionnel, reconversion), comment sont-ils arrivés aux Métiers END. Ils partageront leur expérience professionnelle, leur périmètre de responsabilité, les compétences, qualités et aptitudes requises, pour ces métiers.

11:30 LA CERTIFICATION COFREND, Xavier Le Goff, Directeur Certification COFREND

12:00 LES FILIÈRES DE FORMATIONS INITIALES ET CONTINUES, Cécile Gueudré – Aix Marseille Université
Panorama des formations initiales en END/CND, du BEP au Master 2, la formation en alternance et la formation continue : les formations nécessaires pour l’obtention de la certification

12h20 : CONCLUSION

DÉJEUNER PANIER REPAS

11:00
ME2AComposites et Céramiques IIPalais des Congrès

11:00 ME.2.A.1
Non-destructive assessment of ceramic homogeneity and their bonding by sintered glass
Joseph Moysan – Aix Marseille University / Co-auteur : Jean-François Chaix, Aurelien Maurel-Pantel, Maher Shaira – Aix Marseille University, Dominique Goeuriot, Patrick Ganster – Laboratoire Georges Friedel, Nathalie Texier-Mandoki – Andra
It is clearly admitted that the material manufacturing process influences the microstructure of the material. Non-destructive evaluation (NDE) methods revealing the material microstructure are more and more used to contribute to the development of new materials. This study is part of the project NOUMEHA aiming at developing alternative materials to the metal materials that make up HA (High Activity) nuclear waste storage containers. The use of ceramics as an alternative material has been studied since 2007 and the low-temperature sealing of alumino-sillicatated ceramic parts since 2014 via the SCELLMO and NOUMEHA projects. Among the key issues that need to be studied is the controllability of the assembly of ceramic containers. The results of SCELLMO demonstrated the feasibility of sealing small ceramic parts by microwave heating of a suitable composition of sealing glass as early as 650-700°CC. A study of NDE methods able to ensure the controllability of the sealed seal concluded that ultrasonic methods are the best candidate for this objective. A quantitative analysis of the propagation of ultrasonic waves in the ceramics was conducted by analyzing representative solid cylinders. A first part of the study presents a synthesis on measurements of velocity, attenuation, signal-to-noise ratio, which shows the ability of ultrasound to finely characterize ceramics. A second part was devoted to the analysis of bonded assemblies in order to qualify the quality of the seal by detecting the presence or not of defects at the interface. To complete and strengthen these analyses, comparisons was made using microtomography on assemblies. The 2D slices extracted from the 3D tomographic volume confirm the presence of defects detected by ultrasound but also the change in the distribution of porosities in the sealing glass. The study shows that measuring average parameters (speed and attenuation) give very good indicators of ceramic homogeneity (density, porosity). UT methods will easily be developed to attest the quality of the ceramic container. The propagation of the wave in this material is excellent: very low wave attenuation and little structural noise that may hinder the detection of defects.

11:20 ME.2.A.2
Contribution des essais non destructifs par ultrasons à l’évaluation de l’effet des défauts d’ondulation hors-plan sur la tenue mécanique des matériaux composites thermoplastiques
Camille Trottier – Onera/ Co -auteur : Achraff Ben Fekih, Jean-Michel Roche, Françoise Passilly, Patrick Lapeyronnie – Onera
Dans l’industrie aérospatiale, la réduction de la masse est un problème économique et environnemental important depuis de nombreuses années. Le remplacement des matériaux métalliques par des matériaux composites pour les pièces structurelles soumises à des contraintes mécaniques est un véritable défi technologique. Dans l’industrie aéronautique, la nécessité d’augmenter les cadences de production et de réduire les coûts a conduit à l’introduction de résines thermoplastiques (TP) pouvant être utilisées pour développer des structures de formes complexes. Cependant, la mise en forme des pré-imprégnés TP peut générer de graves défauts, tels que des ruptures de fibres, la désorientation des plis, des ondulations dans le plan ou hors plan. L’étape de consolidation du processus de fabrication peut également générer des défauts tels que des zones sèches ou riches en résine et un taux de porosité élevé dans les zones intra ou inter-plis. L’utilisation optimale de telles structures composites complexes nécessite des essais non destructifs et mécaniques afin de détecter et de caractériser au mieux ces défauts. L’étude présentée ici a pour objectif de lier étroitement les mesures de CND par ultrasons à l’effet des défauts sur l’intégrité mécanique de la structure.
Dans cette étude, plusieurs méthodes d’élaboration sont mise en place pour générer des défauts d’ondulation hors du plan calibrés dans des plaques planes composites en TP renforcé de fibres de carbone. Toutes les plaques fabriquées sont inspectées et caractérisées par des essais non destructifs : d’abord par ultrasons pour localiser et dimensionner avec précision les défauts ; puis par vibrométrie laser pour en mesurer le module mécanique. La précision de ces mesures de CND est ensuite validée par comparaison avec des observations de microscopie optique. Enfin, des tests de compression sont effectués sur plusieurs éprouvettes avec et sans défauts afin que les caractérisations non destructives puissent être liées à l’abattement de propriétés mécaniques induite par la présence d’une ondulation hors du plan.

11:40 ME.2.A.3
Caractérisation de l’endommagement des composites à matrice POLYMÈRE par une approche multitechnique non destructive
Walid Harizi – Université de technologie de Compiègne / Co -auteur : Salim Chaki – IMT Lille Douai, Zoheir Aboura – Université de technologie de Compiègne
Cette étude novatrice consiste à mettre en œuvre dans un même protocole expérimental, trois techniques de caractérisation non destructive en simultané : l’émission acoustique, la thermographie infrarouge et les ultrasons pour la caractérisation de l’endommagement des matériaux Composites à fibres continues et à Matrice Polymère (CMP) à plis croisés [0/90]. Chaque technique a permis de montrer sa potentialité à révéler l’endommagement dépendant de ses spécificités intrinsèques. L’émission acoustique a été utilisée sous sa forme classique et couplée avec une classification de données obtenue par les k- means et la carte de Kohonen. La thermographie infrarouge a été étudiée selon ses deux formes passive et active, les méthodes ultrasonores ont été exploitées en termes d’amplitude et de vitesse des ondes longitudinales et des ondes de Lamb respectivement. Il a été montré que l’approche multitechnique adoptée dans ce travail est très intéressante pour obtenir un diagnostic complet sur l’état de santé du matériau au repos et sous différents niveaux de chargement mécanique en traction. Il s’est avéré aussi que l’aspect « complémentarité » entre les trois techniques était plus envisageable que celui de la «redondance». La fusion des données a été utilisée pour avoir une prise de décision fiable, complète et plus crédible sur les différents mécanismes d’endommagement susceptibles d’apparaître dans un matériau CMP. Ceci n’a été possible que pour les deux techniques d’imagerie, le C-scan ultrasonore et la thermographie infrarouge. En conclusion, les résultats montrent que ces trois techniques sont potentiellement capables de qualifier l’état d’endommagement du matériau, mais qu’elles ne le quantifient pas de la même manière.

12:00 ME.2.A.4
Imagerie THz appliqués au contrôle de matériaux composites en laboratoire ou sur les lignes de production
Thierry Antonini – Terakalis
Les ondes TeraHertz (THz) sont des ondes électromagnétiques situées entre les micro-ondes et les infrarouges couvrant les fréquences de 0.1 – 10 THz; l’utilisation de ces ondes pour des applications de Contrôle Non Destructif (CND) des matériaux s’est développée ces dernières années, confirmant son potentiel de technologie CND sans contact, non nocive, pénétrante dans les matériaux à faible conductivité électrique (polymères, élastomères, céramiques et composites associés) tout en démontrant une haute sensibilité de détection vis à vis des défauts internes ou propriétés internes des matériaux. Les matériaux composites se sont développés durant ces dernières années pour l’élaboration de pièces industrielles mais leur emploi reste limité en raison du prix de revient de ces matériaux et de la difficulté à les contrôler notamment dans le cas de pièces assurant des fonctions critiques. Ce contrôle que l’on souhaite sur 100% des pièces requiert une technologie à la fois pénétrante, non destructive et dotée d’une sensibilité de détection suffisante à l’intérieur d’un matériau réputé hétérogène. L’imagerie par ondes TeraHertz, basée sur l’association d’une source d’émission et d’un capteur de mesure, permet de cartographier, dans le volume, les matériaux composites de matrice polymère ou céramique renforcés par des fibres non conductrices (de verre, de kevlar, végétale, de bore…). Le matériau peut être représenté sous la forme d’une image de contraste. Les différents types de défaut (porosités, mauvaise imprégnation, délamination, variation de densité de fibres, taux d’alignement et orientation de fibres…) sont détectés par le pouvoir d’atténuation qu’ils génèrent en interaction avec l’onde TeraHertz. Les défauts peuvent être localisés dans les 3 dimensions. Nous présenterons des résultats issus de cas applicatifs industriels avec des combinaisons composites diverses en abordant le cas d’application de contrôle en ligne. Ces résultats seront comparés à ceux obtenus par d’autres techniques existantes de CND volumique comme les ultrasons ou les rayons X. Nous conclurons enfin par les avantages et les limitations de cette nouvelle technologie en termes de performances mais aussi en termes d’aptitudes aux différents environnements de contrôle : en laboratoire, en production ou sur site d’exploitation. 

ME2BMultiéléments IIPalais des Congrès

11:00 ME.2.B.1
Procédé d’examen, en ultrasons multiéléments, pour la recherche des usures des manchettes thermiques des couvercles de cuves du parc EDF
Jérome Gosselin – EDF / Co-auteur :Tarabay Jinane – EDF Direction Industrielle
L’usure des manchettes thermiques d’adaptateur de couvercle de cuve a fortement impacté la disponibilité du Parc et notamment le palier 1300 MWe en 2018 et 2019. Afin de pouvoir assurer une surveillance de ce nouveau REX, la Direction industrielle a développé un nouveau procédé END permettant de mesurer l’épaisseur résiduelle des brides des manchettes thermiques. Le but étant de quantifier cette usure tout en évitant des remplacements intempestifs générant des prolongations d’arrêt de tranche. Après 3 mois de développement, un robot intégrant une tête UT a validé sa performance et sera mise en œuvre sur le parc (MSI sur CAT3 fin juillet 2019).
Ce procédé est développé avec l’appui des différentes compétences DI (expertises, END et matériaux) et représente une première mondiale sur le dossier MT. »

11:20 ME.2.B.2
Contrôle en maintenance militaire Ultrasons Multiéléments des structures composites RAFALE en opération, tout lieu tout temps
Sylvain Quillet – Armée de l’Air/EETCND/ Co -auteur : Anthony Obellianne – Armée de l’Air/EETCND
La technique de contrôle CND en Ultrasons multiéléments portable a été développée par l’équipe d’études techniques en contrôles non destructifs (EETCND) de l’armée de l’air pour les structures composites de grande surface et plus particulièrement pour le RAFALE en maintenance de niveau de soutien opérationnel. Dans un souci de réactivité et de gain de temps au NSO (niveau de soutien opérationnel), ce contrôle a démontré toute son efficacité sur les avions de combat modernes et surtout s’est révélé un contrôle parfaitement adapté sur théâtres d’opérations en milieu sommaire. Cet article décrit le retour d’expérience (retex) de cette application Ultrasons multiéléments sur des cas de contrôle de surfaces composites RAFALE (Voilures, Fuselage et Dérive) pratiqués actuellement, avec une présentation d’un projet futur d’automatisation partielle du contrôle en cours de développement dans le cadre de recherche innovante par l’EETCND de l’armée de l’air. Sont présentés certains éléments des procédures, les avantages et les limitations de la technique, l’innovation et l’amélioration du contrôle en cours de développement.

11:40 ME.2.B.3
Contrôle de tuyauteries, substitution à la gammagraphie par les Ultrasons multi-éléments (PAUT) lors des arrêts de sites pétrochimiques – Un premier bilan sécurité, technique et économique.
Azidine Kherbeche – Total / Co -auteur : Jean-Michel Aubert, Pierre Lameloise – Total
Initialement pour des raisons de sécurité, le Groupe TOTAL s’est engagé dans une démarche de substitution à la gammagraphie lors des chantiers de tuyauteries sur ses sites pétrochimiques. Le but initial était de limiter autant que faire se peut le nombre de de sources scellées sur nos sites, le nombre d’opérateurs de gammagraphes travaillant de nuit, parfois sur des échafaudages et sans supervision HSE forte, et de baisser la dosimétrie reçue sur nos sites. Initiée il y a quelques année, cette démarche avait connu un échec sur un arrêt de raffinerie par manque de préparation, et avait été quasi abandonnée. Analysant la cause de cet échec, nous avons repris à zéro cette démarche, soignant la préparation, vérifiant soigneusement la compétence des opérateurs PAUT et des soudeurs, multipliant les communications auprès des intervenants internes et externes. Les premières opérations se sont soldées par des succès clairs, grâce à cette préparation intensive. Cet article détaille les clés de ce succès, dresse un premier bilan technique, économique et sécurité sur cette substitution et tente de montrer le chemin à suivre afin que cette substitution soit enfin massivement déployée.

12:00 ME.2.B.4
Inspection ultrasons multiéléments de tubes de forme complexe pour l’industrie pétrolière
Lazzari Olivier – Vallourec research Centre France
Vallourec, fabricant de tubes sans soudure en acier, met actuellement sur le marché de nouveaux produits appelés « tubes de forme complexe », ou simplement « tubes de forme ». Ces produits tubulaires ont des diamètres interne et/ou externe variables, les zones de transition étant créées par une presse ou par forgeage. Les tubes de forme complexe requièrent des inspections ultrasons spécifiques, qui tiennent compte de leur géométrie, afin de s’assurer qu’ils ne contiennent aucune fissure de surface et aucune dédoublure. En effet : 1) La présence de toute pente requiert de corriger localement l’angle d’émission du faisceau ultrasonore pour conserver un angle d’incidence constant sur le défaut, unique moyen de conserver un rapport signal sur bruit satisfaisant. 2) La variation d’épaisseur impacte le temps de vol des indications, ce qui implique de déplacer la porte de détection en conséquence ; 3) La variation d’épaisseur impacte également le niveau d’amplification à appliquer au signal afin de garder une sensibilité de contrôle constante, par exemple pour détecter uniquement les défauts de surface ayant une profondeur d’au moins 5% de l’épaisseur locale. Au cours des années passées, Vallourec a développé des méthodes de contrôles manuel et semi-automatique capables de réaliser l’inspection des tubes de forme. Le principe de ces contrôles, qui repose sur des solutions mécanique et électronique, est présenté dans cet article.

 

ME2CCaractérisation matériaux IPalais des Congrès

11:00 ME.2.C.1
Adaptation of the SonReb method to the measurement of the compressive strength of a two-layer concrete structure
Odile Abraham – University Gustave Eiffel / Co-auteur : Mohamad Bader Eedin, Damien Pageot – University Gustave Eiffel
Estimating the in-situ compressive strength is an imperative issue to evaluate the Performance of in-situ reinforced concrete (RC) structures during their service lives. Most codes and technical recommendations indicate that in-situ concrete strength should be estimated by means of cores, possibly supplemented by Non-Destructive Tests (NDTs). In this study, a series of ultrasonic refraction measurements on a two layers slab (mortar over concrete) are carried out in order to assess the velocity of the compression waves of each layer, in view of combining the results with the rebound method in order to estimate the compressive strength of the mortar layer. The accuracy of the compression wave propagation velocities estimation and the induced errors on the compressive strength are investigated.

11:20 ME.2.C.2
Contrôle des compositions chimiques et des éléments légers par la technique LIBS
Damien Devismes – Cetim / Co -auteur : Frédéric Pelascini – Cetim
Que ce soit en laboratoire ou sur une ligne de production, le contrôle de la composition des matériaux est important et nécessaire pour assurer la qualité des produits. Cependant certains éléments chimiques comme les éléments légers, sont difficiles à analyser par les techniques classiques. Parmi les solutions envisageables, la LIBS est une technique basée sur la micro-ablation par laser et par l’observation optique du plasma. Elle est particulièrement adaptée au dosage des composants légers comme le carbone sur lesquels les systèmes du marché montrent une certaine limite. Cette technique se distingue aussi par sa capacité à réaliser une identification automatique et rapide de nombreux types de matériaux ainsi que le contrôle multi-élémentaire. Nous présenterons la LIBS avec ces avantages et ses limites. Nous nous intéresserons aussi aux applications de caractérisation et de tris.

11:40 ME.2.C.3
Validation de la caractérisation expérimentale de milieux anisotropes viscoélastiques par simulation de champ ultrasonore en transmission
Clausse Bastien – Extende/ Co -auteur : Michel Darmon, Nicolas Leymarie, Sylvain Chatillon – CEA List, Benoit Mascaro, Philippe Guy – Laboratoire Vibrations Acoustique, INSA Lyon, Souad Bannouf – Extende
L’évaluation non destructive (END) par ultrasons est une technique courante permettant de garantir l’intégrité structurelle des composants liés à la sécurité. L’inspection des différentes soudures austénitiques rencontrées sur les composants épais du circuit primaire des réacteurs nucléaires est très difficile. Les soudures austénitiques sont des matériaux hautement anisotropes et hétérogènes en raison de leur structure dendritique produite par le processus de refroidissement lors du soudage. La propagation du faisceau ultrasonore à travers un tel composant peut être fortement déviée, divisée et atténuée, en fonction de l’orientation locale du grain. La connaissance précise des propriétés spécifiques d’un tel matériau est l’un des éléments clés pour obtenir des résultats fiables avec les codes de simulation et les outils de visualisation. Dans ce contexte, la caractérisation de l’anisotropie et de l’atténuation dans de tels milieux par ultrasons est d’un grand intérêt. Une méthode de caractérisation fondée sur des mesures a déjà été développée pour obtenir de manière non destructive le tenseur orthotrope du matériau et son orientation dans l’échantillon. Le dispositif expérimental utilisé permet d’effectuer des mesures en transmission de vitesse ultrasonore à travers un échantillon immergé dans l’eau pour diverses incidences 3D. Un algorithme d’optimisation utilisant à la fois ces mesures et un modèle de propagation d’onde plane est ensuite utilisé pour évaluer les constantes élastiques complexes du matériau. Afin de valider la procédure de caractérisation complète, c.à.d. à la fois le système de mesure et la technique d’inversion, la stratégie adoptée consiste à acquérir des données expérimentales sur différents matériaux, à exécuter la routine d’inversion pour évaluer le tenseur complexe orthotrope du matériau et son orientation, puis à comparer les données expérimentales aux simulations effectuées avec les paramètres ainsi inversés. Les simulations sont effectuées à l’aide d’une part d’un modèle de propagation d’ondes planes et d’autre part, de l’outil de simulation de propagation de champ ultrasonore du logiciel CIVA, qui permet de modéliser le faisceau réaliste émis par un capteur de dimensions finies. Cette validation expérimentale a été réalisée par étapes sur des matériaux de complexité croissante :
1/ sur un matériau isotrope non atténuant (aluminium),
2/ sur un matériau isotrope atténuant (Plexiglas),
3/ sur un acier anisotrope atténuant présentant différentes désorientations du réseau cristallin dans le repère de l’échantillon. Pour tous les matériaux testés, les simulations effectuées avec les paramètres inversés reproduisent avec un très bon accord, dans leur plage de validité bien connue, les signaux expérimentaux concluant à une validation très satisfaisante de la procédure de caractérisation.

12:00 ME.2.C.4
Contrôle de la qualité de traitement thermique et thermochimique sur les organes de transmission par méthodes ultrasonores et électromagnétiques
Elhadji-Barra Ndiaye – Cetim / Co-auteur : Naïm Samet, Fan Zhang – Cetim
Les contrôles de la profondeur de traitement thermique et thermochimique de surface, de la dureté ainsi que des contraintes résiduelles des pièces mécaniques sont des problématiques très connues dans l’industrie mécanique. Pour caractériser, par exemple, la profondeur de trempe superficielle, de cémentation ou de nitruration, on applique des contrôles par prélèvement, opérés de façon destructive (une préparation de surface et un enrobage sont nécessaires pour réaliser la mesure par filiation de dureté). De même, pour évaluer les contraintes résiduelles, on a souvent recours à la diffraction aux rayons X ou au perçage incrémental, qui sont également destructifs ou semi destructifs. Ces opérations sont très coûteuses en temps et en fourniture matière, ce qui pousse les industriels à s’intéresser de près à des méthodes de contrôle non destructives.
Le Cetim travaille depuis quelques années sur cette thématique et les travaux présentés dans ce papier s’articulent autour du contrôle à 100% de la profondeur de trempe, de cémentation et de nitruration par ondes ultrasonores et par méthode électromagnétique avec l’appareil « 3MA ». Ce dernier est également utilisé pour évaluer les contraintes résiduelles de composants en acier, en substitution à des méthodes destructives. Les preuves de concept (POC) étant réalisées, nous abordons la phase d’industrialisation des méthodes et le transfert technologique auprès des industriels de la mécanique via des démonstrateurs en conditions opérationnelles de production.

ME2DInternational SessionPalais des Congrès

11:00 ME.2.D.1
Prediction of the amplitude of ultrasound reflection from rough defects
Invited Speaker : Mike Lowe – Imperial College London (UK)/ Co-auteur : Fan Shi, Stewart Haslinger, Peter Huthwaite, Richard Craster
Ultrasound NDE is widely used for the inspection for defects in pressure-containing components for electricity generation. It is a highly developed technology, supported by long experience, experimental validations and advanced modelling that provide confidence in its ability to detect and characterise defects of defined severity. However, the qualification of ultrasound inspections for the detection of defects that are expected to be rough is particularly challenging, because of the uncertainty of the strength of the reflection to be expected from the surface of the defect.  It may be possible to anticipate statistical metrics of the surface roughness, but each rough surface is individually different and so scatters differently. The pragmatic solution is usually to apply a large factor of safety on the expectation of the reflection. This is accepted to be a safe approach but can be very conservative.
The authors have worked for several years on an alternative approach aimed to deliver the expected amplitude of the reflection from the surface of a rough defect while only knowing the statistics of the roughness.  This aims to reduce the conservatism for the inspection yet remain safe. This is achieved using a stationary phase approach with the Kirchhoff Approximation to predict the stochastic expected value of the reflection, and the implementation is very fast to calculate.  The method has also been found to be very accurate, by validating against statistical predictions assembled from large numbers of numerical simulations with different defect roughness profiles. The simulations have been done by both Kirchhoff approximation and Finite Element models. The method has been studied for incident compression and incident shear waves, and for their scattering and mode conversion. The outcome of the work is that it is now possible to predict the expected amplitudes of reflections from rough defects with confidence, so allowing large reduction of the safety factors. The talk will provide a summary of the method, its results, its validation, and implications for its value to NDE.

11:20 ME.2.D.2
Automated crack detection and inspection of laser welded joints by induction thermography
Dr. Christian Srajbr – Edevis GmbH
Induction Thermography is a state-of-the-art, non-destructive imaging inspection method. The underlying principle of the method is a visualization of the surface temperature of the inspected area by infrared camera and a simultaneous, transient disturbance of the sample’s thermal equilibrium by specific inductive heating. Flaws in inspected samples are detected by recording and preprocessing thermal images. Differences in these thermal images are a result from the interaction of a heat flow through the component (heat flow thermography) and any subsurface flaws. Direct interaction of the heating source and cracks (defect selective crack thermography) is another measurement principle employed. Induction Thermography is applicable to detect flaws in joint connections and cracks in metallic components. In principle, the method fulfills the demands of series production, able to process large quantities, and also support fully automated processes. Therefore, Induction Thermography is promisingly suited in automated manufacturing processes, which are currently not monitored or monitored by non-automatable quality assurance methods. In order to transfer Induction Thermography systems from a laboratory environment to automated inspection processes different challenges have to be overcome. Firstly, the induction heating must be applied effectively and consistently across the whole inspection area of the part. The equipment also must be tough enough to withstand challenging environment conditions. Furthermore, robust image processing algorithms have to be developed and deployed to reduce slippage and minimize pseudo rejects during automated quality evaluation. The paper illustrates the functional principles of the thermal method, provides an overview about potential applications together with corresponding inspection results and presents solutions to industrial implementation demands by detailing specific implementations of automatic testing systems. Automated inspection examples are presented for surface crack detection method on forged and hardened steel components in productive systems with cycle times in seconds. For inspection of joints in metal components another method of Induction Thermography is laid out, namely the heat flow method. That method will be detailed by way of semi- and fully-automated quality evaluation systems inspecting laser welded joints of steel components.

11:40 ME.2.D.3
Investigation of virtual monochromatic imaging for metal artifact reduction in photon-counting detector computed tomography
Hsiang-Ning Wu – Institute of Nuclear Energy Research / Co-auteur : Chia-Hao Chang – Institute of Nuclear Energy Research
Investigation of virtual monochromatic imaging for metal artifact reduction in photon-counting detector computed tomography. The metal artifact is a well-known problem in the computed tomography (CT) field, and beam hardening phenomena are one of the major causes of image metal artifact. It appears streaks and dark bands in the reconstructed CT images, which seriously degrade the image quality when the object contains high-density materials. The images with artifacts would severely affect the diagnostic results in medical or product inspection in the industrial field. The virtual monochromatic image (VMI) is a useful method to reduce beam hardening effect with the dual-energy CT. However, the image quality of the virtual monochromatic image is limited due to the spectral overlap of the conventional dual-energy CT equipped with traditional energy integrating detector (EID), e.g.: rapid switching, dual-source, and dual-layer detector. However, the benefits of the photon counting detector (PCD) are noise-free signal, high spatial resolution, and the potential of multi-energy imaging without spectral overlap, which could further improve the image quality of VMI. In this paper, we developed the PCD-CT system equipped with Direct Conversion XC-Thor photon-counting detector for evaluating metal artifact reduction with VMI technique. For the general CT with polychromatic X-ray, the experiment results reveal that the reconstructed image of the phantom with metallic material shows obviously metal artifacts. However, for the PCD-CT, the metal artifacts are practically eliminated in VMI. Compared to polychromatic CT results, the image background noise and contrast-to-noise ratio are also improved in VMI.

11:20 ME.2.D.4
MAPOD for guided wave Structural Health Monitoring and applications
Olivier Mesnil – CEA List / Co-auteur : Sanjay Sharma, Bastien Chapuis, Pierre Calmon – CEA List, Oscar d’Almeida – Safran Tech
In Guided Wave Structural Health Monitoring (GW-SHM), performance demonstration is a key aspect required to lift the technologies from the laboratory to the industry. By analogy with Non-Destructive Evaluation (NDE), the computation of Probability of Detection (POD) curves could be a satisfying metric to do so. However, SHM specificities lead to the need to rethink the POD estimation for SHM. Among these specificities is the fact that the experimental generation of large datasets is prohibitively expensive due to the permanent integration of the sensors in SHM and the large area inspection of GW. Moreover, SHM solutions proposed using successive measurements acquired by a permanently installed sensor network on a growing defect face the difficulty of statistical dependency of data, violating the common NDE-POD assumptions. The role of MAPOD (Model Assisted POD) in a future methodology nowadays meets a wide agreement to quantify the efficiency of an SHM system at a reasonable cost. In this communication, we illustrate the potential of MAPOD in such a methodology on two use-cases representing two inspection paradigms in SHM. The first one is the POD estimation for the successive inspections of a growing crack in an aluminum panel. The second is the sudden appearance of a delamination in a composite panel. In both cases, a special care is given to reproduce real life configurations with representative variabilities of interest. Data are numerically created with CIVA to reproduce both statistically dependent and independent data to illustrate the application of various POD tools.

12:20
DEJEUNERLUNCHHall Exposition
14:00
PLENIERE SCIENTIFIQUESCIENTIFIC PLENARY SESSIONPalais des Congrès
OPEN DAYJournée Portes Ouvertes aux étudiants de la Région Découvrir les métiers et les formations en END : 2ème PartieAuditorium Palais des Congrès

14:00 DÉMONSTRATIONS END
RENCONTRES AVEC LES ETABLISSEMENTS
ACADEMIQUES D’ENSEIGNEMENTS EN END

14:50
ME3AMonitoring CorrosionPalais des Congrès

14:50 ME.3.A.1
Comparaison de différents moyens de screening pour détecter la corrosion localisée sur tuyauteries
Christophe Gibert- EDF / Co-auteur : Florian Rousseau – EDF Direction Industrielle
Pour évaluer les moyens de screening aptes à détecter des dégradations de corrosion «caverneuses » affectant les tuyauteries ferritiques revêtues de peinture protectrice en paroi externe et de néoprène en paroi interne, EDF a organisé un round robin test en 2019 auprès de différents fournisseurs de matériels END ou de prestataires de service.
Les essais ont été réalisés sur un tronçon déposé d’un site nucléaire suite à percement. Des réflecteurs simulant des dégradations de type corrosion localisée ont été rajoutés au tronçon pour évaluer les performances en détection, localisation,…….
Un environnement de site (Supportages proximité de murs, …) a été recrée pour que les procédés soient évalués dans les conditions les plus réalistes possibles sur un tronçon avec peinture dégradée.
Différentes techniques telles que les ondes guidées ou des méthodes électromagnétiques ont ainsi été testées.
L’analyse des résultats a permis d’identifier les techniques les plus prometteuses pour répondre aux objectifs attendus de l’examen.

15:10 ME.3.A.2
Projet Sccodra – Monitoring de la corrosion des ouvrages métalliques pour le stockage des déchets radioactifs par Ondes guidées et émission acoustique
Fan Zhang- Cetim / Co-auteur : Abdelkrim Saidoun, Henri Walaszek, Ahn Quang Vu – Cetim, Thomas Monnier, Salah-Eddine Hebaz – INSA/LVA, Chloe Comas, Marion Fregonese – INSA / MATEIS
Dans le cadre du projet Cigéo (Centre industriel de stockage géologique), le projet Sccodra (Suivi et Contrôle de la Corrosion des composants métalliques pour le stockage des Déchets Radioactifs) vise à développer des outils innovants de contrôle et de suivi dans le temps de la corrosion des aciers qui sont utilisés comme enveloppe métallique de certains colis Moyenne Activité à Vie Longue (MA-VL) ainsi que le chemisage des alvéoles de stockage des colis HA (Haute Activité) garantissant la récupérabilité des colis durant la phase d’exploitation (100 ans). C’est un projet de recherche industrielle qui s’articule autour de deux volets :
– Le développement d’une technique CND sans contact des conteneurs métalliques des déchets radioactifs MA-VL à leur réception sur le centre de stockage afin d’en garantir l’intégrité de manière aisée, rapide, fiable et précise.
– Le développement d’une méthodologie de suivi dans le temps de la corrosion sur des tubes de chemisage en acier placés dans les micro-tunnels dans lesquels seront stockés les déchets HA. Ce développement s’appuie sur des technologies innovantes issues des domaines CND, de l’électrochimie et des techniques électriques.
La spécificité du projet réside dans la capacité de suivre l’évolution des phénomènes de corrosion de manière directe ou indirecte sur des structures de grandes dimensions dans un environnement complexe et sur des temps longs. Dans cet article, nous allons nous focaliser sur ce 2e volet du projet pour présenter l’avancement des travaux relatifs aux ondes guidées et à l’émission acoustique pour détecter et caractériser la corrosion sur le chemisage métallique. Labélisé par le Pôle de Compétitivité Viaméca, SCCoDRa est un projet de recherche industrielle, piloté par le CETIM, avec comme partenaires les Laboratoires MATEIS et LVA de l’INSA de Lyon, VLM Robotics, Origalys Electrochem et l’Institut de la Corrosion.

15:30 ME.3.A.3
Tomographie passive par ondes élastiques guidées de tuyauteries pour applications nucléaires
Tom Druet- CEA List/ Co-auteur : Tinh Hoang, Bastien Chapuis – CEA List, Pierre-Emile Lhuillier, Etienne Martin – EDF
La maintenance joue un rôle majeur dans l’exploitation d’une installation afin de garantir une sûreté maximale tout en limitant les coûts. Une nouvelle stratégie de maintenance, la maintenance prédictive, est rendue possible par l’intégration de capteurs dans la structure afin de détecter au plus tôt les éventuels endommagements. Cette approche se nomme contrôle santé intégré ou SHM, pour Structural Health Monitoring, en anglais. Les ondes élastiques guidées émises par un capteur puis mesurées à l’aide d’un deuxième capteur sont souvent utilisées comme moyen physique de détecter le potentiel défaut en SHM. Ces dernières années, la tomographie par ondes élastiques guidées apparaît comme une technique performante permettant de détecter, localiser et caractériser des pertes d’épaisseur dans une tuyauterie induites par de la corrosion ou de l’érosion. Cependant, la mise en œuvre de tels systèmes SHM est limitée dans de nombreuses situations par l’intrusivité du grand nombre de capteurs nécessaires aux algorithmes de tomographie. Une façon prometteuse de réduire la complexité du système est d’utiliser seulement des capteurs passifs d’ondes élastiques. Ces capteurs sont utilisés uniquement en réception, sans émettre d’ondes, afin de réaliser la tomographie de la structure. Ils exploitent la corrélation du bruit élastique ambiant, naturellement présent dans la structure en fonctionnement, pour récupérer la réponse entre deux capteurs, comme si l’un avait été utilisé comme émetteur. Cette approche permet d’utiliser des transducteurs moins intrusifs que les capteurs piézoélectriques classiques, par exemple des réseaux de Bragg sur fibre optique, et ainsi faciliter le déploiement d’un tel système. La tomographie passive basée sur ce concept avait déjà été développée au CEA LIST dans le contexte des structures planes pour des applications aéronautiques. Plus récemment, nous avons adapté cette technique à l’inspection des tuyauteries pour les applications nucléaires dans le cadre d’un projet commun entre le CEA LIST et EDF. Ici, la technique exploite le bruit ambiant généré par le fluide circulant dans la conduite. Dans cette communication, nous démontrons le potentiel de la tomographie passive pour la détection de corrosion. Nous décrivons la technique et présentons les résultats expérimentaux obtenus sur des exemples représentatifs.

15:50 ME.3.A.4
Ultrasound computed tomography for fluid flow monitoring, and for oil storage tank bottom inspection
William Cailly – Cetim/ Co-auteur :Henri Walaszek, Fan Zhang, Sébastien Brzuchacz – Cetim, Philippe Lasaygues – CNRS, LMA
Non-destructive testing techniques commonly use the digitization of signals. This makes it possible, especially in the case of ultrasound testing, to get digital representations of inspected objects. Ultrasound-imaging based methods are widely used in NDT, as well as in medicine. However, the conventional echography technique is highly dependent on the orientation of the defects in the material, and do not enable the display of the response of the inspected object in 3D. Ultrasound computed tomography (UCT) provides complete synthetic 2D or 3D images from a set of measurements taken at different angles around an object. The method is based on a reconstruction algorithm, similar to those used in other techniques such as X-ray tomography or seismic imaging. In particular, reconstruction algorithms make it possible advantageous quantitative imaging from limited access. The circular geometry of objects encountered in some industrial configurations makes it relevant the use of UCT. In the current work carried out at the LMA and the CETIM, we focused on two applications: pipe-flow monitoring and oil storage tank bottom inspection. Physical phenomena for both cases were studied using theoretical and numerical approaches. UCT experiments were carried out on representative small-scale samples. Using an experimental setup consisting of an immersion UCT scanner, images of pipes containing targets acting as bubbles were obtained. Similarly, guided wave tomography experiments were carried out on plate samples containing joints and defects. The relevancy and the limitations of the method are discussed.

ME3BMicrostructure UT & Simulation IIPalais des Congrès

14:50 ME.3.B.1
Étude de la corrélation entre microstructure et ultrasons dans les métaux : application au contrôle non destructif de l’alliage de TA6V
Claude Chambon, Déborah Faucon – Eramet Division Alliages Hautes Performances / Co-auteur : Arnaud Vezian, Pierre-Emmanuel Richy – Eramet Division Alliages Hautes Performances, Didier Laux, Eric Rosenkrantz, Jean-Yves Ferrandis – Institut d’Electronique et des Systèmes, UMR 5214 CNRS UM
L’état microstructural d’un alliage métallique est conditionné par le traitement thermomécanique subi au cours de son procédé de fabrication. Dans le cas de pièces en alliage Ti-6Al-4V, la mise en forme est généralement réalisée dans le domaine αLPHA/βETA et certaines applications requièrent un traitement thermique dans le domaine βETA. Lors de ce dernier traitement, des hétérogénéités de microstructures peuvent apparaître sur des pièces forgées. Pour contrôler ces zones d’hétérogénéités, deux techniques d’inspection ultrasonore (US) complémentaires ont été étudiées afin de mettre au point une méthode de détection non-destructive. La première est la spectroscopie ultrasonore. Elle consiste à étudier l’évolution de l’atténuation (et de la vitesse) des ondes US dans le TA6V en fonction de la fréquence. La seconde est l’analyse du bruit de structure. Au cours de la propagation dans l’échantillon, le signal US est rétrodiffusé aléatoirement par les grains. Le bruit dépend donc de la profondeur sondée et son analyse peut permettre de déterminer, entre autres, la taille des grains. Une étude approfondie visant à optimiser l’approche par spectroscopie US a été réalisée sur une gamme d’échantillons observés selon différents axes de la billette : l’axe longitudinal (L), Travers Court (TC) et Travers Long (TL). Les résultats expérimentaux obtenus en C-scan ont permis de mettre en évidence la sensibilité de l’atténuation et de la vitesse des US à la microstructure dans le sens L et TC. Plus particulièrement, les cartographies en atténuation et vitesse permettent de visualiser après forgeage et traitement thermique βETA, la croix du forgeron (reflet des champs de déformations obtenus par forgeage). Ainsi, l’atténuation en fonction de la fréquence se distingue d’un échantillon à un autre. Quant au bruit rétrodiffusé, il apparaît sensible à la microstructure du TA6V- βETA dans le sens L.

15:10 ME.3.B.2
Avancées sur l’influence de la microstructure des matériaux métalliques sur la contrôlabilité ultrasonore
Marie-Aude Ploix – Aix-Marseille Université / Co-auteur : Cécile Gueudré, Ivan Lillamand, Gilles Corneloup – Aix-Marseille Université, Laurent Barrallier, Fabrice Guittonneau – Arts et Métiers, Patrick Olier – Centre de Saclay, François Baqué – Centre de Cadarache
La contrôlabilité des matériaux, qui dépend de leur microstructure, et donc de leur procédé de fabrication et d’élaboration, a émergé de l’expérience du LCND/LMA sur divers travaux depuis de nombreuses années, ainsi que des discussions du GTT (groupe de travail CEA-EDF-AREVA-LCND) sur les règles de conception pour le CND (RC-CND), en élargissant l’idée du RC-CND à des règles d’élaboration des matériaux pour le CND. L’objectif final est de connaître les influences des paramètres de fabrication des matériaux sur le potentiel des méthodes de contrôle non destructif, afin de concevoir des composants plus faciles à contrôler. Dans un premier temps, on s’est intéressé au contrôle par ultrasons. On rappelle que les effets de la microstructure sur la propagation ultrasonore dépendent du rapport entre la longueur d’onde et la taille des hétérogénéités du matériau. Dans la littérature, il est classiquement admis que la taille des grains, la texture cristallographique et la texture morphologique (et donc l’anisotropie et l’hétérogénéité), sont des paramètres ayant des effets d’ordre 1. Pour les autres paramètres, à savoir les inclusions, précipités, macles, et dislocations, la littérature est beaucoup plus pauvre, voire inexistante.  L’objectif de nos travaux étant d’étudier tous les paramètres influents, et leur influence individuelle sur la propagation ultrasonore (surtout pour les paramètres d’ordre 2, moins connus), on présente les résultats sur deux matériaux « étalons », du cuivre écroui (pour isoler les dislocations), et un alliage de magnésium (pour isoler les précipités). Le cas d’application est l’AIM1, dont des pièces ont été fournies par le SRMA du CEA Saclay.

15:30 ME.3.B.3
Modélisation de fissures de fatigue sous CIVA et CIVA-ATHENA 2D
Souad Bannouf- Extende/ Co-auteur : Sébastien Lonne – Extende, Blandine Dobigny– EDF DI
Dans le cadre d’un dossier de qualification d’un procédé d’examen par ultrasons de tuyauteries en acier austénitique de centrales nucléaires, EDF souhaite s’appuyer sur une étude de simulation d’END par ultrasons pour la détection de défauts de fissures de Corrosion Sous Contraintes « CSC ». EDF a ainsi sollicité EXTENDE pour réaliser une étude de simulation dont l’objectif est d’étudier la réponse ultrasonore de différents défauts de type CSC afin d’en déduire d’éventuelles simplifications au niveau de la modélisation de ces défauts. Plusieurs descriptions de défauts ont été étudiées dans une pièce de géométrie complexe pouvant favoriser dans certaines configurations (angle des traducteurs, position du défaut dans la pièce, etc…) l’apparition d’ondes rampantes. Les simulations ont été effectuées avec le logiciel CIVA et le module complémentaire CIVA- ATHENA 2D. Ce dernier allie à la fois les méthodes semi-analytiques conventionnelles de CIVA et le code Eléments Finis ATHENA (développé par EDF). Les résultats de simulation confirment qu’une description de fissure simplifiée est suffisante pour la modélisation des fissures CSC. Des essais expérimentaux viennent compléter l’étude et montrent un bon accord avec la simulation, en particulier avec CIVA-ATHENA 2D dans des configurations engendrant des phénomènes physiques complexes comme les ondes rampantes.

15:50 ME.3.B.4
Modélisation de la signature ultrasonore de défauts par simulation hybride : évolutions du couplage avec la méthode des éléments spectraux dans CIVA
Edouard Demaldent – CEA List/ Co-auteur : Alexandre Imperiale, Nicolas Leymarie, Thibaud Fortuna – CEA List
La méthode transitoire des éléments spectraux (SEM) peut être comprise comme une méthode éléments finis d’ordre élevé définie sur des maillages d’hexaèdres. Particulièrement précise et rapide avec un faible encombrement mémoire, elle rend possible la réalisation de simulations 3D sur PC standard. Toutefois, une préparation spécifique du maillage et son hybridation avec une solution semi-analytique restent des atouts majeurs dans une quête d’automatisation et de performance. Une stratégie hybride naturelle consiste à coupler un champ calculé dans la pièce saine par lancé de rayons à un sous-domaine éléments finis incluant la perturbation, typiquement une fissure idéalisée, puis à synthétiser le signal par un argument de réciprocité. Étudié dès le début des années 2000, un tel schéma a récemment été introduit en 3D dans la plateforme de simulation CIVA, en s’appuyant sur la SEM et une décomposition de domaine dédiée. En raison des limites pratiques du modèle rayons, un soin particulier est apporté lorsque le défaut interagit avec le fond de pièce. La démarche naturelle qui consiste à élargir le domaine SEM pour mieux prendre en compte ces phénomènes sera notamment discutée. Dans un milieu hétérogène, il peut même s’avérer nécessaire d’élargir le domaine numérique à toute l’épaisseur de l’objet inspecté et, par conséquent, de garantir les performances du SEM par le biais d’une discrétisation personnalisée. C’est par exemple ce qui a été proposé pour simuler le contrôle ultrasonore d’un composite stratifié, depuis étendu à la simulation de configurations SHM. Basée sur les mêmes outils de calcul SEM, une nouvelle discrétisation est aujourd’hui à l’étude dans le cadre du projet Européen H2020 ADVISE pour simuler le contrôle des soudures austénitiques à l’échelle macroscopique. Dans cet exposé, nous présenterons les différentes utilisations de la SEM développée au CEA LIST et discuterons de leur complémentarité avec la solution semi-analytique par tracé de rayons. 

ME3CFabrication Additive IIPalais des Congrès

14:50 ME.3.C.1
Non-destructive assessment of 3D Residual Strain fields in metal additive manufactured components
Caroline Boudou – Institut Laue Langevin/ Co-auteur : Thilo Pirling, Analia Cabrera, Sandra Cabeza Sanchez – Institut Laue-langevin

The relationships in additive manufacturing between materials, processing parameters and final product properties have proved to be significantly different from those of traditional processing routes. During 3D printing of AM components, complex temperature gradients raise depending on the multiple new fabrication parameters. The potential heterogeneous development of phases, porosity and steep gradients of residual stresses within the bulk play a critical role even after post- treatment (i.e. heat treatment). These initial properties would also evolve in jet unknown trends under in-operando conditions of these components. AM structural components therefore require the implementation of an entirely new approach to characterization and quality management towards their safe application.
The non-destructive determination of residual stresses within engineering components using laboratory equipment is limited to the surface (X-ray) or near surface regions (Barkhausen-noise) and with limited spatial resolution. The technique is based on diffraction at (poly-) crystalline material, comparable to x-ray diffraction, but permits much higher penetration. Bulk stress investigations are often carried out using destructive methods (i.e. deep-hole drilling, slicing or the contour method), which are based on the relaxation of stresses and therefore limit further materials investigations, including the destruction of an expensive, highly elaborated part. Neutron stress characterization at SALSA (Stress Analyser for Large Scale engineering Applications) allows mapping of stress fields from the bulk of the work piece to its near surface with adjustable lateral resolution, providing a 3D map of the full stress tensor. Neutron techniques are well suited for in-situ or in operando investigations, using even complex sample environments. Furthermore, the non-destructive character allows the investigation of complete development cycles on a same sample.
Additive manufacturing activity at SALSA, including standardization for the ISO TC 261 / ASTM F42 JG 59, will be presented in order to emphasize key aspects in residual stress characterization of AM: influence of the scanning strategy, the non- symmetrical nature stress fields towards the geometry of the component and ultimately the rotation of principal stress directions within the bulk.

15:10 ME.3.C.2
La microtomographie à rayons X synchrotron, un outil de contrôle non-destructif et de caractérisation 3D puissant et adapté au domaine de la fabrication additive
Olivier Guiraud – CEA List
L’utilisation récente et croissante de la fabrication additive dans l’industrie impose de nouvelles exigences en matière de contrôle des procédés, en particulier en termes de dimension des pièces par rapport aux dimensions attendus.
La microtomographie à rayons X Synchrotron (S-microCT) est un outil puissant pour le contrôle métrologique de ce type de procédés. En effet, elle permet d’atteindre des résolutions élevées et d’imager les structures intérieures des objets sans les détruire, donnant accès à des zones internes inaccessibles avec les techniques de surface usuelles.
Les données de S-µicroCT peuvent être utilisées pour obtenir par analyse d’image la rugosité 3D de surfaces inaccessibles avec les techniques de profilométrie standards ce qui peut être crucial pour les propriétés tribologiques ou thermiques d’une pièce.
Les maillages surfaciques des zones internes d’une pièce peuvent également être générés à partir des données volumiques acquises en S-µICROCT. Ces maillages peuvent être directement comparés à la CAO des pièces étudiées pour créer une cartographie 3D des écarts absolus et relatifs entre le maillage réel de la pièce et sa CAO.
L’utilisation du faisceau synchrotron, avec une énergie plus élevée que les sources de rayons X de laboratoire permet le contrôle de grandes pièces métalliques imprimées en 3D. De plus, la nature parallèle du faisceau synchrotron ouvre la voie à l’analyse multi-échelle, offrant la possibilité de contrôler des pièces entières et de réaliser une analyse à haute résolution sur un petite volume sans avoir à détruire cette dernière.
Cette étude démontre l’intérêt de S-µicroCT pour le contrôle dimensionnel multi-échelle et l’analyse de la rugosité dans le domaine de la fabrication additive.

15:30 ME.3.C.3
Analyse de données multi sources pour le contrôle en fabrication additive
Vincent Bergeaud – CEA List/ Co-auteur : Xavier Setoain, Samuel Legoupil, Audrey Vigneron, Cardoso Michel – CEA List
Lors d’un cycle de fabrication additive (FA), de multiples données peuvent être acquises pendant le cycle de fabrication. Même si les données acquises dépendent beaucoup de la technologie retenue et du constructeur, les procédés de FA ont en commun d’être relativement lents et de permettre l’acquisition de nombreuses informations au cours de la construction des pièces.
Dans le cadre du programme européen INTEGRADDE, le CEA œuvre à la mise en place de techniques de contrôle non destructif sans contact (ultrasons laser, vibrométrie,…) en cours de fabrication. En complément des données classiquement acquises lors de la mise en œuvre de ces procédés (caméra visible, caméra infrarouge, paramètres de dépôt d’énergie, trajectoires du dispositif de dépôt d’énergie) et des données acquises lors de contrôles non destructifs en phase de post fabrication (ultrasons, tomographie X), ces données représentent une mine d’informations considérable pour analyser les écarts dans le procédé de fabrication et leur corrélation avec la formation de défauts.
Afin de faciliter l’analyse de données provenant de ces multiples sources, le CEA développe au sein de la plateforme CIVA des outils permettant l’import de données multiples. Ces outils permettront le recalage spatial des différentes données et l’extraction multi-sources de zones d’intérêt. Ces extractions ont pour vocation d’alimenter des bases de données qui seront utilisées pour corréler l’apparition de défauts à divers paramètres de fabrication et de contrôle, ouvrant ainsi la voie à la mise en place d’outils de détection précoce de ces défauts. Le partenariat INTEGRADDE, donnant accès à de nombreuses machines de FA permettra de mettre en œuvre cette démarche sur différentes pièces, incluant des pièces construites de manière nominale et des pièces sur lesquelles on fait varier les paramètres de fabrication pour obtenir des comportements dégradés.

15:50 ME.3.C.4
Contrôle par tomographie haute énergie de pièces de fabrication additive métallique
David Tisseur – CEA Cadarache / Co-auteur : Nicolas Estre, Emmanuel Payan, Daniel Eck, Maeva Maulin, Jean Marc Verger – CEA Cadarache
L’essor de la fabrication additive, et métallique en particulier, permet d’usiner des pièces de plus en plus complexes avec des dimensions toujours plus importantes. La tomographie par rayons X reste la méthode de référence pour le contrôle santé matière. Elle permet de plus de réaliser des contrôles dimensionnels externes et surtout internes. L’utilisation d’un tube à rayons X de 450 kV ou 600 kV est intéressante mais peut montrer des limites dans certains cas. La tomographie haute énergie avec un accélérateur linéaire devient alors une solution incontournable. Le Laboratoire de Mesures Nucléaires du CEA de Cadarache met en œuvre une plateforme de tomographie haute énergie au sein de la cellule d’irradiation CINPHONIE depuis plusieurs années. Nous présentons ici les récentes avancées de R&D associées à ce contexte.

ME3DInternational SessionPalais des Congrès

14:50 ME.3.D.1
Invited Speaker : Dr. Pr. Anish Kumar – Indira Ganghi Centre (India)

15:10 ME.3.D.2
Heat Exchanger and boiler tube Inspection using APRIS
Vignesh Sivanandam – Talcyon pte ltd
Acoustic Pulse Reflectometry (APR) has been applied extensively to tubular systems in research laboratories, for purposes of measuring input impedance, bore reconstruction, and fault detection. Industrial applications have been mentioned in the literature, though they have not been widely implemented. Academic APR systems are extremely bulky, often employing source tubes of six meters in length, which limits their industrial use severely. Furthermore, leak detection methods described in the literature are based on indirect methods, by carrying out bore reconstruction and finding discrepancies between the expected and reconstructed bore. Here, we describe an APR system which is named APRIS, designed specifically for detecting faults commonly found in industrial tube systems such as heat exchangers, condensers and boilers: leaks, increases in internal diameter caused by wall thinning, and constrictions (i.e.,) blockages or deposits or scales. The system employs a transceiver that comprises of one loud speaker and two microphone, making it extremely portable, but creating a large degree of overlap between forward and backward propagating waves in the system. A series of patented algorithmic innovations enable the system to perform the wave separation mathematically, and then identify the above faults automatically, with a measurement time on the order of 10 seconds per tube. We present several case studies of tube inspection, showing how different faults are identified and reported.

15:30 ME.3.D.3
Inspection of dissimilar-material welds and advantages of TFM imaging techniques
Guillaume Neau – Eddyfi Technologies / Co-auteur : Olivier Roy – Eddyfi Technologies
Cast Austenitic Stainless Steels (CASS) are commonly used in the various parts that make up a nuclear power plant, such as a Pressurized Water Reactor (PWR) or Boiling Water Reactor (BWR), because they are durable and corrosion resistant. However, these components are typically subject to extreme temperatures which can result in decreased material ductility and potential flaws. Detecting these defects has been possible with conventional Non-Destructive Testing (NDT) methods, but flaw sizing has historically been problematic from the irregular grain size of most CASS materials. The propagation of ultrasonic waves is considerably affected, resulting in difficult data interpretation. Recent advancements in Ultrasonic Testing (UT) technologies are offering a solution for the comprehensive inspection of austenitic alloy welds found in nuclear power reactor systems worldwide. To overcome this inspection challenge, industry has recommended the use of dual probes in Transmit-Receive Longitudinal (TRL) waves. These probes are referred to as dual linear and dual matrix arrays, or DLA and DMA. In the TRL technique, also known as pitch-catch technique, the transmitter and receiver transducers are unique so that collected signals originate from the location where both beams cross each other. By using a separate pulser and receiver, the wedge size is reduced, and the probe can be used closer to a weld for higher sensitivity. Combining this approach with a large aperture and precise steering enables increased Signal-to-Noise Ratio (SNR) and Probability of Detection (PoD) in thick specimen. In terms of equipment solutions, it translates into 64+ parallel architecture systems driving probes with 64+ elements. Both the M2M Gekko® and M2M Panther™ systems offer 64:64 and 64:128 architectures with a standard DMA/DLA interface. Inspectors can configure the entire inspection procedure directly from the unit using either Capture™, Gekko software, or Acquire™, Panther software. These dual probes can be used with a set of optimized techniques for each inspection case. Phased array sector scanning can be set and adjusted by the user as well as Total Focusing Method (TFM and others) in real-time. Depending on the attenuation of the material under analysis, inspectors can optimize their inspection procedure for the best possible result, leveraging SNR and PoD.

15:50 ME.3.D.4
Long Seam Weld Inspection using Phased-Array Ultrasound and Total- Focusing Method Technology
André Lamarre- Olympus Scientific Solutions Americas / Co-auteur : Nicolas Badeau – Olympus Scientific Solutions Americas
Long seam welds especially electric weld resistance ERW piping welds are challenging to inspect due to their thin wall thickness and vertical weld bevel orientation. The curved geometry also affects the acoustic focalization at each interface refraction and reflection. While the newer ERW manufacturing process allows for capless welds, older manufacturing processes such as electric flash welding (EFW) leave a non-negligible cap and therefore limit the positioning of ultrasound coupling wedges. This paper presents a complete inspection solution using phased-array ultrasound (PAUT) and total- focusing method (TFM) technology to provide optimal detectability and characterization of flaws in long seam welds. This solution includes optimized probes and wedges and a new scanner allowing for simultaneous dual phased-array probe and time-of-flight diffraction (ToFD) inspection. While standard PAUT has historically been used for such inspections, TFM technology allows for easier flaw characterization as the acoustic information is directly illustrated in the part geometry. The probe and wedge optimization process is conducted with the assistance of a new software tool called the Acoustic Influence Map (AIM). AIM calculates the acoustic detection sensitivity for different types of flaw reflectors and for different acoustic travel paths. Experimental data acquired from long seam weld samples containing manufactured flaws are used to evaluate the performance of the inspection solution.

16:10
PAUSE CAFECOFFEE BREAKHall Exposition
16:30
ME4AApprentissage StatistiquePalais des Congrès

16:30 ME.4.A.1
Implémentation du deep-learning pour le contrôle radiographique sur ligne de production
Jean-Robert Philippe- Cyxplus
CyXplus a intégré le deep-learning à des fins de diagnostic sur radiographie, ce qui permet, d’une part d’étendre le champ de diagnostic par rayons X et d’autre part, de simplifier considérablement les solutions de contrôle sur lignes de production. Ainsi, certains algorithmes de contrôle qui requéraient auparavant une acquisition tomographique, permettent désormais d’établir un diagnostic à partir d’une seule radiographie, même si le défaut à détecter n’est pas visible à l’œil, même l’œil expert. Validé dans plusieurs domaines d’activité dont le domaine pharmaceutique, ce dispositif permet de garantir un diagnostic qualité sur ligne de production. Le gain obtenu est assez substantiel puisqu’il permet de simplifier le dispositif d’acquisition en supprimant la phase de rotation du produit, et de réduire l’acquisition à une fraction de seconde, avec un diagnostic instantané, au moyen d’un modèle préalablement paramétré sur un panel représentatif du produit. De plus, les routines de deep-learning mises au point permettent de s’affranchir complètement des problématiques de robustesse habituellement rencontrées sur les méthodes de contrôle classique, puisqu’elles s’adaptent à différents aléas intrinsèques au produit ou au dispositif d’acquisition : aléas d’émission de la source RX, définition fine des tolérances intra- produit… La constitution de la base d’apprentissage de ces algorithmes consiste à collecter un ensemble assez représentatif de radiographies de pièces acceptables et de pièces non acceptables, et ce dernier ensemble est, dans la plupart des cas, beaucoup plus laborieux à constituer que le premier. Pour pallier cette difficulté, CyXplus a développé un outil de réalité augmentée qui permet d’enrichir virtuellement la base de données à partir de la typologie du défaut recherché. Ce nouvel outil de contrôle en ligne par Rayons X, qui permet donc d’autocompléter sa base de données et d’obtenir, après apprentissage, un diagnostic visuel instantané et dont les performances surpassent l’œil humain expert, a déjà été validé dans plusieurs domaines d’application.

16:50 ME.4.A.2
L’intelligence artificielle au service du CND : cas applicatifs
Naïm Samet – Cetim / Co-auteur : Elhadji-Barra Ndiaye, Nicolas Bedouin – Cetim
Depuis plusieurs années, nous entendons de plus en plus parler de l’intelligence artificielle (IA) qui aura vocation à transformer notre quotidien. Mais qu’en est-il de son impact sur notre industrie mécanicienne ? afin de répondre à cette question, au Cetim, et depuis quelques années nous travaillons sur les potentialités de l’application de l’IA dans le domaine de la mécanique et notamment dans le domaine du Contrôle Non Destructif (CND). A titre d’exemple, la détection automatique de défauts sur des images de magnétoscopie, de thermographie ou de ressuage basée sur le traitement d’image ne permettait pas jusqu’à là d’obtenir des résultats suffisants. Avec l’essor de l’intelligence artificielle et notamment du Machine Learning (Apprentissage Machine), des résultats encourageants ont été obtenus. Dans cet article nous présentons plusieurs applications qui illustrent l’apport de l’IA dans le domaine du CND, et plus particulièrement sur la sanction automatique et encore sur la maintenance prédictive des équipements et bien d’autres domaines…

17:10 ME.4.A.3
Utilisation de la simulation associée à des algorithmes d’apprentissage automatique pour l’inversion en imagerie TFM
Miorelli Roberto – CEA List / Co-auteur : Pierre Calmon, Sébastien Robert – CEA List
Ces dernières années, les algorithmes d’apprentissage automatique tels que l’apprentissage superficiel (shallow learning) et l’apprentissage profond (deep learning) ont démontré leur capacité à résoudre des tâches très complexes de reconnaissance d’images dans divers domaines  (médecine, transport, robotique, etc…). En imagerie pour le CND, ces algorithmes apparaissent également comme des outils très prometteurs, pouvant potentiellement remplir des tâches automatiques de détection, de classification et de caractérisation de défauts en post-traitant les données issues de différentes techniques (ultrasons, courants de Foucault, rayons X…). Dans cette communication, nous démontrons le potentiel de ces algorithmes pour l’inversion en imagerie ultrasonore multiélément, et plus précisément, pour la caractérisation de défauts plans avec la méthode TFM multi-mode. En imagerie multimode, la caractérisation d’un défaut nécessite souvent l’extraction d’informations sur plusieurs images formées à partir du même jeu de données FMC, chaque image étant associée à un mode de reconstruction (trajet ultrasonore incluant des réflexions aux interfaces avec des conversions de polarisation). Ces informations sont ensuite fusionnées pour dimensionner le défaut plan. Cependant, lorsque la géométrie du fond de pièce n’est pas connue avec précision (ex. : pentes de délardage de part et d’autre d’une soudure), l’identification des modes pertinents donnant lieu à des images réalistes du défaut n’est pas toujours une tâche si aisée. Ainsi, dans le contexte du projet européen ADVISE dédié à la caractérisation et à l’imagerie ultrasonore de structures complexes, nous avons évalué des algorithmes d’apprentissage machine en mettant l’accent sur les méthodes de « shallow et deep learning ». Les capacités du logiciel CIVA à fournir des données simulées représentatives via des outils de génération de base de données ont été utilisées afin de constituer la base d’entraînement des algorithmes d’apprentissage. Les performances des algorithmes ont été évaluées à la fois avec des données numériques et expérimentales. Dans cette communication, nous présentons l’approche adoptée, ainsi que les résultats obtenus sur différents cas.

17:30 ME.4.A.4
Application de l’intelligence artificielle à la détection automatique des défauts sur les composants du circuit primaire de réacteurs nucléaires
Eleftherios Anagnostopoulos – Intercontrole / Co-auteur : Yann Kernin – Intercontrôle
Assurer l’intégrité du circuit primaire sur les centrales nucléaires est crucial compte tenu des pressions et des températures extrêmes pendant le fonctionnement des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Le Contrôle Non Destructif (CND) sur de tels environnements constitue un scénario difficile et complexe. L’accès limité aux composants, l’exposition au rayonnement et les conditions d’éclairage, pour ne mentionner que quelques exemples, rendent délicat l’acquisition des données par les travailleurs du nucléaire et leur interprétation par les analystes. L’assistance automatique sur les systèmes d’acquisition et d’analyse peut aider à surmonter ces difficultés grâce à l’envoi d’alertes en temps réel en cas de présence d’anomalies.
Cet article présente l’application de l’Intelligence Artificielle et de la Détection d’Objet pour faciliter les examens Télévisuels (ETV) des Pénétrations de Fond Cuve (PFC). Cette approche est basée sur l’utilisation d’un réseau de neurones convolutionnel (Convolutional Neural Network / CNN) combinée à la méthode d’apprentissage par transfert (Transfer Learning) afin de limiter le temps d’entrainement nécessaire et à l’utilisation des techniques d’augmentation des données (Data Augmentation) pour réduire la taille de la base des données d’apprentissage. Le CNN proposé présente d’excellentes performances pour la détection automatique des défauts de surface (fissures, rayures, porosités) sur des environnements très bruitées et avec des conditions d’illumination variables. Ces performances, couplées à la capacité de localiser et caractériser le défaut, démontrent l’avantage des CNN par rapport aux méthodes de traitement d’image traditionnelles pour les applications en CND. Dans cette étude, différents choix d’hyper-paramètres du modèle sont discutés et les performances de notre réseau de neurones sont comparées à d’autres algorithmes de détection automatique.

17:50 ME.4.A.5
Defect sizing in composite structure using deep neural networks and kernel methods in SHM
Olivier Mesnil – CEA List / Co-auteur : Clément Fisher, Roberto Miorelli – CEA List, Oscar d’Almeida – Safran Tech
In Guided Wave Structural Health Monitoring (GW-SHM), structures are instrumented by sparse transducers arrays to detect defects through the tiny change induced by the presence of a defect on the GW propagation within the structure. Due to the complexity of the GW propagation, various post-processing techniques have been proposed to analyze the measurements, among which guided wave imaging (GWI) allows both defect detection and localization at the same time. Defect quantification is also possible with post processing techniques such as guided wave tomography; however, such approaches require a large number of sensors and a good knowledge of the specimen to achieve the quantification, hence are not applicable in uncontrolled environment and if the number of sensors is limited. Moreover, defect sizing based on image processing techniques is not directly possible from GWI as the images depend on a wide variety of parameters such as transducer positions and number, wavelength of inspection and even defect position. This communication presents the localization and the inversion of defect size based on guided wave imaging acquired with a sparse transducer array on a composite structure with an impact-caused delamination. Two machine-learning approaches are studied: a kernel based method and deep neural network. Both strategies are trained on the same database of several thousands of images obtained with the CIVA software.

ME4BMéthodes OptiquesPalais des Congrès

16:30 ME.4.B.1
La PFC4 vue sous toute ses coutures
Clémence Tamani – EDF / Co-auteurs : Henry Anaelle – EDF Direction Industrielle

EDF/Direction Industrielle est l’entité chargée du développement et du suivi de la mise en œuvre des Examens Non Destructifs des centrales nucléaires du Parc Français en exploitation.
Cette présentation détaillera les différents examens télévisuels développés par EDF/DI et son partenaire ENDEL SRA dans le cadre des Examens Non Destructif (END) mis en œuvre à titre d’expertise lors des différentes opérations réalisées sur la Pénétration de Fond de Cuve n°4 de la cuve de Gravelines TRANCHE 1, à savoir :
– Détection, caractérisation des défauts et pose d’un bouchon en 2011,
– Le suivi en arrêts de tranches en 2012, 2013, 2014 et 2015,
– La caractérisation (1er ETV après découpe) et la surveillance lors de la découpe en 2016,
– Le suivi après réparation à chaque arrêt de tranche depuis 2016
En effet de nombreux Examens Non Destructifs de type UT et VT ont été appliqués lors de la vie du composant et après son extraction. Deux techniques VT seront plus spécifiquement détaillées :
– un Examen Télévisuel haute définition sous eau, développé en interne par EDF Direction Industrielle pour caractériser précisément l’indication en paroi interne de la PFC et réaliser le suivi et La nature de l’indication (défaut de type fissure) a été confirmée et caractérisée comme étant imputable à un phénomène de corrosion sous contrainte par les expertises destructives ultérieures réalisées par EDF en laboratoire
– une combinaison de techniques VT (caméra classique et endoscope) destinée à l’inspection de l’alésage (via le puits de cuve) après extraction de la PFC. Ce dernier a pour objectif de garantir l’absence d’inétanchéité.

16:50 ME.4.B.2
HELIOS : Le contrôle visuel multiélément, application pour la détection et la caractérisation tridimensionnelle rapide de défauts surfaciques
Clément Skopinski – Framatome Intercontrôle
Le contrôle télévisuel, tel que réalisé aujourd’hui, possède des limites quant à sa capacité à caractériser les indications relevées. L’idée de cette innovation est de fournir au contrôleur visuel une dimension multiélément qui lui permettra une meilleure appréciation des surfaces inspectées, comme dans le cas des contrôles par ultrasons ou magnétiques. HELIOS permet d’améliorer considérablement les contrôles télévisuels en proposant un outil capable d’interpréter et d’analyser des images issues de différents angles d’éclairage. Basé sur l’évaluation de la réflectance de la surface (BRDF et BTF), HELIOS permet de générer pour une même scène, un lot d’images résultantes de l’analyse. Le lot d’images générées est la clé du procédé. En effet, chacune de ces images a une composante physique propre. Ainsi, l’opérateur sera capable de déterminer si une indication est en relief (porosité, enfoncement…) ou si elle est en surface, sans défaut de forme (fissure, coloration,…) Près de 60 led peuvent être utilisées pour le calcul mais l’acquisition reste un procédé rapide de quelques secondes. Ce procédé est également capable de générer une image en fausse couleur appelée « normal map » lors de chaque inspection. Cette image est une représentation chromatique de l’orientation réelle de la surface en chaque pixel. Ainsi, en intégrant l’ensemble de ces données, il est possible de générer une cartographie 3D de la zone acquise et d’y faire des relevés altimétriques ou d’exporter ces données. A noter qu’un second mode d’évaluation 3D est lui aussi implémenté et permet une mesure 3D sans calibration autre que celle d’usine. Ce produit, d’ores et déjà disponible à la commande, est ainsi présenté avec ses performances et des cas applicatifs.

17:10 ME.4.B.3
Réparation de la Pénétration de Fond de Cuve 58 de Cattenom et requalification de la surface via un contrôle télévisuel, justifié par dossier d’équivalence au ressuage
Clément Skopinski – Framatome Intercontrôle / Co-auteur : Clémence Tamani – EDF DI
En 2016 eu lieu une opération habituelle d’inspection de cuve sur le site de CATTENOM. Le procédé ultrason qualifié pour l’inspection des PFC (pénétrations de fond de cuve) a été utilisé et a mis en évidence une anomalie à l’interface fût PFC/ soudure. Cela a ainsi déclenché une inspection télévisuelle complémentaire qui a permis de mettre en évidence la présence d’un défaut de type fissure circonférentielle sur la surface extérieure de la PFC 58 de la tranche 3. Le défaut qui était d’une taille significative, ayant certainement pour origine un redressement de la PFC lors de la phase d’implantation, était situé dans une zone difficile d’accès. Rapidement, une étude de procédé et d’outillage a été réalisée pour concevoir un moyen de réparer la zone en question. Ce défaut a été éliminé grâce à un procédé de découpe et de brossage mis en œuvre par Framatome. Toutefois, le code RCCM exigeant un contrôle par ressuage pour les zones réparées sur la cuve des réacteurs, Framatome a dû choisir entre mettre en œuvre un ressuage via un puit sec (donc très dosant et très complexe sur une PFC périphérique) ou réaliser un dossier d’équivalence pour mettre en œuvre une autre technique. C’est cette deuxième option qui a été choisie avec, pour solution palliative, un contrôle télévisuel haute définition réalisé par INTERCONTROLE. Cette présentation explique les détails techniques, le contenu de ce dossier d’équivalence ainsi que les conclusions de l’opération de réparation et de requalification de la surface.

17:30 ME.4.B.4
Traitement automatique d’image pour la surveillance d’END sur les guides de grappes des centrales nucléaires d’EDF
Jérôme Guillet – EDF Direction Industrielle / Co-auteur : Claire Stefanelli – EDF Recherche et Développement
Les guides de grappes, éléments internes de cuve supérieurs, assurant le guidage des grappes de commande du réacteur lors de leur insertion et de leur retrait du cœur, sont soumis à un phénomène d’usure de leurs cartes de guidage (plusieurs cartes composent le guide de grappe). Ainsi, un procédé END automatisé par télévisuel permet de déterminer des dimensions des cartes de guidage afin d’évaluer l’usure de celles-ci et ainsi la maintenance associée. Ces mesures dimensionnelles sont réalisées par des analystes en plaçant des curseurs manuellement sur un logiciel d’analyse. Cette prestation est surveillée par la Direction Industrielle d’EDF. Un outil d’aide à la surveillance a été développé par EDF Recherche et Développement et est en cours d’industrialisation. Il permettra de déclencher des gestes de surveillance spécifiques. Cet outil est composé d’un algorithme de traitement d’image automatique et d’une interface homme-machine. Le développement de l’algorithme par EDF R&D s’est déroulé sur la période 2018-2019. Il permet de quantifier l’usure avec des mesures dimensionnelles et de classer, en différents niveaux, l’usure des tubes guides de grappe. L’algorithme se base sur des méthodes de détection de contours, de points d’intérêt et la connaissance a priori de la structure pour mesurer les longueurs d’usure. Le taux d’erreur de cet algorithme est faible. Les images en erreur sont listées et peuvent être traitées manuellement. L’industrialisation du logiciel, via le développement d’une interface homme-machine, est en cours afin que la Direction Industrielle d’EDF puisse l’utiliser dans le courant de l’année 2020 dans le cadre de sa surveillance. L’examen visuel automatisé des guides de grappes d’une tranche nucléaire requiert la prise d’environ 4000 clichés et la réalisation d’a minima 6500 mesures. A terme, l’utilisation de cet outil d’aide à la surveillance permettra de vérifier en quelques minutes (contre plusieurs heures aujourd’hui) la fiabilité des résultats END.

17:50 ME.4.B.5
Usure des manchettes thermiques des couvercles de cuve et contrôles associés
Frédéric Filliol – Framatome Intercontrôle
A partir de fin 2016 et sur tout le parc nucléaire français, certaines manchettes thermiques des couvercles de cuve ont vu leur fonction altérée du fait de la découverte d’un phénomène d’usure mécanique entre la manchette thermique et l’adaptateur non identifié précédemment.
Dans ce contexte, FRAMATOME Intercontrôle a été sollicité par EDF et a proposé des solutions pour réaliser les examens END permettant de réaliser les mesures suivantes :
– mesures de l’altimétrie de chacune des manchettes thermiques pour quantifier la différence d’altitude de la pièce entre sa position théorique et sa position effective ; – contrôle interne endoscopique des manchettes thermiques les plus affectées pour réaliser un END télévisuel de la partie haute de la pièce ;
– mesures altimétriques des manchettes thermiques après opération de maintenance/réparation (point 0) pour vérifier l’altitude effective de la pièce remplacée par rapport à sa position théorique.

ME4CCourants de Foucault IPalais des Congrès

16:30 ME.4.C.1
Application des Courants de Foucault pour l’estimation des contraintes résiduelles sur du matériel ferroviaire
Yann Cheynet- SNCF, Donato Gallitelli – Europe Technologies / Co-auteur : Grégoire Trespeuch – Sonats Europe Technologie Group
Suite à la rupture d’un ressort à lames, de suspension primaire survenue en service sur un matériel roulant ferroviaire, l’expertise a mis en évidence des défauts de surface ayant entraîné l’amorçage d’une fissure de fatigue ainsi qu’un niveau de contraintes résiduelles plutôt faible pour le grenaillage de précontrainte spécifié. Pour éviter qu’une telle défaillance ne se reproduise sans avoir à déposer immédiatement l’ensemble des ressorts, au risque de désorganiser la maintenance normale et de ne plus garantir l’ensemble des circulations, il a été décidé de réaliser des examens non destructifs. Ces contrôles ont porté sur tous les ressorts neufs du volant d’échange, ainsi que ceux montés sur les engins en service. Deux grandes étapes ont structuré cette étude : la recherche de défauts de fabrication et d’apparition de fissure ainsi que le contrôle de la qualité du grenaillage. La première étape devait permettre de s’assurer de l’absence de défauts sur les ressorts. Elle s’est déroulée en deux temps. Dans un premier temps, les contrôles ont été réalisés en laboratoire, sur les pièces de rechange, neuves, en utilisant la méthode des courants de Foucault pour détecter les défauts de fabrication. Dans un second temps, ces contrôles ont été répétés directement sur les ressorts montés sur engins, en appliquant les méthodes de ressuage ou de magnétoscopie, après décapage de la peinture, afin de de confirmer l’absence de défauts de fabrication mais aussi de rechercher d’éventuelles fissures déjà initiées. La seconde étape était destinée à contrôler la qualité du grenaillage. Parmi les différentes méthodes existantes, très peu sont totalement non destructives et encore moins applicables sur le terrain. La diffraction de rayons X avait été proposée initialement mais l’accessibilité sous engin était trop limitée. Aussi, une méthode innovante développée par la société SONATS, basée sur les courants de Foucault, a été proposée. Après une étude de faisabilité puis des contrôles en laboratoire sur les ressorts neufs issus du stock, une troisième campagne a été menée sur le terrain directement sous engins. Ces analyses ont permis de mettre en évidence les ressorts dont le niveau de contrainte résiduelle était le plus critique, selon des critères définis en laboratoire. Il a ainsi été possible de prioriser leur dépose, sans nuire à l’organisation de la maintenance, tout en poursuivant un service ferroviaire normal… 

16:50 ME.4.C.2
Latest design in PEC technology for the detection of small defects and its applications
David Deschatelets – Eddyfi Technologies / Co-auteur : Laurent Rouff, Michele Sisto Marco, Vincent Demers-Carpentier, Louis-Philippe Dion – Eddyfi Technologies
Pulsed Eddy Current (PEC) has been successfully deployed over the last decades for a variety of corrosion-related applications, most notably for Corrosion Under Insulation (CUI) inspections, Corrosion Under Fireproofing (CUF) and Flow Accelerated Corrosion (FAC), inspection of corrosion scabs, etc. This technology has proven to be an efficient inspection tool, allowing for the detection of corrosion without having to remove coating or insulating material over typical pipes, tanks and vessels. One of the main limitations of PEC is the well-known undersizing phenomenon where defects smaller than the averaging area of a probe appear shallower than they are, due to surrounding nominal thickness. The undersizing phenomenon can be mitigated via analysis algorithms, but the most effective solution remains to reduce the probe footprint through appropriate sensor design. However, physical limitations make it very challenging to develop probes with smaller footprints for the detection of small defects using conventional design methods while maintaining a suitable range of operation. The latest high-resolution array probe we have developed (henceforth PECA-HR) allows us to successfully overcome some of the sizing limitations by using a dual-sensor array in conjunction with a spatial triangulation algorithm. The objective of this paper is to highlight the performance of the PECA-HR probe in detecting a variety of defects of different sizes. The performance results are compared with those obtained with our PEC-025-G2 probe, which is a small footprint single-element PEC probe that uses a more conventional sensor design. We provide and compare sizing results obtained for both probes on a variety of samples for applications such as corrosion under insulation and inspection of corrosion scabs. The physical size of the elements and the handling of the probes are comparable. Moreover, the suggested range of operation for both probes is similar which allows for a better comparison. We note significant improvements in terms of probability of detection when using the new PECA-HR probe over the PEC-025-G2 probe. Indeed, at a 12 mm liftoff, the new PECA-HR probe allowed us to detect defects that are on average 1.8 times lower in volume than what has been achieved with the PEC- 025-G2 probe for a probability of detection of 80%. We conclude that the newly implemented dual-sensor array design in the PECA-HR offers better sizing accuracy than a similar probe with a conventional sensor design and allows us to redefine the limits in terms of detection of small defects.

17:10 ME.4.C.3
Développement d’une solution de contrôle par courants de Foucault de soudure bout à bout de tuyauterie en acier inoxydable en alternative à la radiographie
Sébastien Segura – Framatome Intercontrôle / Co-auteur : Stephane Bourgois Framatome Intercontrôle
Dans le cadre du programme de remplacement des générateurs de vapeur (RGV) du parc français, Framatome a développé une solution de contrôle non destructif pour l’amélioration des conditions d’intervention lors du suivi de l’opération de soudage des tuyauteries d’instrumentation. Ces soudures bout à bout concernent des tubes en acier inoxydable de diamètre 9.52 mm et d’épaisseur 1.65 mm.
En respectant les exigences du RCC-M volume E (juin 2013), un système de contrôle utilisant la méthode des courants de Foucault a été développé en alternative au contrôle par radiographie afin d’optimiser les activités de remplacement des générateurs de vapeur.
Le présent article décrit la démarche de développement de cette solution complète depuis l’analyse de risque du procédé de soudage, le choix de la meilleure méthode de contrôle, le développement de la sonde, la mise au point du procédé jusqu’à la conception de l’outillage dédié.
Les performances obtenues sur les maquettes de développement et les maquettes de validation sont présentées et le retour d’expérience industriel obtenu après une première campagne de contrôle réalisé sur site nucléaire permet de mesurer les gains opérationnels apportés.

17:30 ME.4.C.4
Etude par simulation de l’impact des variations des paramètres liés à la sonde courants de Foucault sur la détectabilité des défauts
Chiara Zorni – EDF
Dans le cadre de la démonstration des performances des procédés d’END par courants de Foucault (CF) mis en œuvre pour vérifier l’intégrité des tubes de générateurs de vapeur du parc nucléaire français, EDF a étudié l’impact des variations liées à la géométrie et aux propriétés électromagnétiques propres aux éléments constitutifs d’une sonde CF sur la détectabilité des défauts. En particulier, la sonde tournante STT, utilisée pour détecter d’éventuelles dégradations dans la zone de transition de dudgeonnage en pied de tube, a été étudiée. L’étude a été réalisée avec les logiciels de simulation CIVA, développé par le CEA-LIST et basé sur une méthode semi-analytique, et C3D-CND, développé par EDF R&D et basé sur une méthode par éléments finis. Une première phase de validation des modèles par comparaison avec des valeurs de référence expérimentales a permis d’établir l’accord entre les résultats de simulation obtenus avec les deux modèles et les fourchettes de reproductibilité expérimentales. La deuxième phase de l’étude a permis d’étudier par simulation les variations des paramètres de la sonde. Un plan d’expérience en étoile réalisé sur différents paramètres a été réalisé. La réponse de la sonde a été simulée pour deux défauts circonférentiels débouchant sur la paroi externe (ECE) et interne (ECI). L’étude a permis d’identifier quels paramètres peuvent a priori avoir un impact sur la détectabilité des défauts ECE et ECI. Les résultats des simulations obtenus avec les 2 modèles seront présentés. Cette étude peut être approfondie en augmentant la plage de variation de certains paramètres et en prenant en compte le basculement mécanique du sabot qui permet le contact permanent entre les éléments sensibles de la sonde et la paroi interne du tube lors du passage dans les variations dimensionnelles caractéristiques de la zone de transition de dudgeonnage.

17:50 ME.4.C.5
Développement d’une microsonde à courants de Foucault pour le contrôle de canaux d’un échangeur de chaleur sodium-gaz
Natalia Sergeeva-Chollet – CEA List / Co-auteur : Laura Taupin – CEA List, Francois Baque – CEA DEN
Le contrôle par courants de Foucault est bien adapté à l’inspection des petits canaux des échangeurs thermiques sodium-gaz qui sont proposés pour les futurs réacteurs nucléaires de 4ème génération. Cette technique présente un fort intérêt pour la détection de manque de matière et de petits défauts débouchant à l’intérieur des canaux. Cette communication présente le travail collaboratif entre CEA LIST et CEA DEN sur le développement et l’optimisation d’une sonde pour le contrôle de ces canaux de diamètre millimétrique. L’objectif de l’optimisation est l’augmentation de la détectabilité de petits défauts débouchants. Une étude paramétrique a été réalisée à l’aide du logiciel CIVA développé au CEA LIST. Un prototype de la sonde a été fabriqué en se basant sur les résultats de cette étude. Cette sonde doit permettre l’inspection, par l’intérieur, de canaux ronds de 2 mm de diamètre. La configuration d’une sonde de type SAX a été choisie. Les performances de la sonde, qui ont été évaluées sur une maquette avec des canaux caractéristiques, avant et après le soudage des plaques qui constituent les modules d’échange, sont présentées.

ME4DInternational SessionPalais des Congrès

16:30 ME.4.D.1
Acoustical Non-destructive Testing of Composites using Resonant Air-Coupled Emission (RACE)
Invited Speaker : Mark Kreuzbruck – University od Stuttgart (Germany) / Co-auteurs : Igor Solodov, Yannick Bernhardt, Johannes Rittmann, and Wolfgang Essig

The presence of a material defect gives rise to a local decrease in rigidity for a certain mass of the material and therefore results in a particular natural vibration frequency of the defect. A frequency match between the exciting mechanical wave and this characteristic frequency provides a Local Defect Resonance (LDR) and results in efficient energy delivery to the defect. LDR clearly identifies the damage by its resonant and spatially-restricted response due to a strong local amplification of material vibrations. This resonant manifold increase of damage vibrations boosts the efficiency of airborne acoustic emission (Resonant Air-Coupled Emission (RACE)) from the faulty area. The RACE pattern is, therefore, an acoustic footprint of damage in ambient air and, thus, could be readily used to detect, locate and visualize material defects, e.g. by 2D-scanning of a receiving microphone. A modification of the RACE scanning mode by using a robot is investigated to be applied to complex shape components. An alternative imaging technique proposed uses a 64-channel microphone array (SoundCam) and provides express full-field imaging of the RACE field. Multiple case studies are given to demonstrate the potential of RACE for diagnostic imaging of simulated and realistic defects in composites.

16:50 ME.4.D.2
Development and Application of Hybrid Joining in Lightweight Integral Aircraft Structures
Gaelle Porot – Institut de Soudure / Co-auteur : Pascal Nennig, Fethi Dahmene – Institut de Soudure, Jorge Dos Santos, Uceu Suhuddin – Helmholtz Zentrum Geeshtacht GmbH, Ilya Ostrovsky – Chemetall Gmbh, Koen Faes, Irene Kwee – Belgian Welding Institute, Landry Giraud – TRA-C Industrie
The European project “Development and Application of Hybrid Joining in Lightweight Integral Aircraft Structures” (DAHLIAS) is aimed at the validation of a state-of-the-art hybrid joining technology (i.e. Refill Friction Stir Spot Welding – Refill FSSW – plus sealant with adhesive function) for competitive, reliable production of light-weight structures for the aeronautical sector with increasing mechanical properties and corrosion protection of the joint. Additionally, this project will propose non- destructive testing (NDT) techniques to detect flaws in spot welds, and provide online monitoring strategy as a quality inspection procedure to foresee the quality of RFSSW. A part of this work consists in finding suitable NDT techniques for serial production i.e. detect and reject critical defects, such as incomplete refill, or sealant contamination. Assessment of several methods, such as Eddy Current Array, or Ultrasound, will be performed in terms of detection and characterization. For that, a database of sound and defective samples, with and without sealant adhesive bond were created. For each sample, welding parameters, quasi-static and cyclic mechanical testing, corrosion testing, as well as micrographic crossing are provided. In parallel, monitoring of welding by Acoustic Emission is developed, in order to identify sound and defective spot welds. A first part is dedicated to identify Refill FSSW signature, and focused on defect phase appearance. It will be followed by a learning phase in which signals from sound and defective spot welds are classified. Finally, monitoring of welding parameters will be developed to foresee the quality of welding. Based on the starting block works of the project, consisting to search and optimize welding parameters, the optimized process parameter windows for sound spot welds will be defined. A comparison of NDT results will be performed with Acoustic Emission signals, welding parameters monitoring, and will be correlated to mechanical properties of the spot weld. The European Project DAHLIAS it is intended to increase the technology readiness levels (TRL) of the refill FSSW process, bringing it closer to a possible application in aircraft structures. This project is funded by European Union’s HORIZON 2020 framework programme, Clean Sky 2 Joint Undertaking, AIRFRAME ITD under grant agreement No 821081.

17:10 ME.4.D.3
Wireless 3D localization applied to the manual ultrasonic inspection of complex-geometry composite components
Miguel Angel Nieto Elices -Tecnatom s.a./ Co-auteur : Fernado Ojeda – Tecnatom s.a.
An innovative method is described for obtaining high-quality and reliable ultrasonic C-Scan images during manual inspection. This method is based on visual tracking techniques and allows for inspection of components with complex geometry, avoiding the need for electro-mechanical devices, such as articulated arms or wire-encoders. Additionally, the most critical requirements for this method are described and compared with traditional inspection methods, in terms of productivity, ease of operation, performance and cost. This analysis is based on the operating experience and results obtained in aeronautical production environments. Recent technologies grouped under the term “Industry 4.0” are accelerating and multiplying the possibilities of automation in many productive processes. This trend also involves the quality control processes based on Non-destructive Testing (NDT). However, automated NDT inspections are not always technically and/or economically feasible. This is the reason why automated and manual inspection methods are still seen, and will be, working together. Even though the use of manual inspections is more evident in the MRO phase (Maintenance, Repair, Overhaul), they are also found in the most advanced factories within their productive processes. Ultrasonic techniques (UT) are widely used for such manual inspections in the aeronautical sector to verify integrity of several materials. As in every manual process, UT manual inspections are tightly coupled to human factors. This is very relevant due to the lack of a spatial record (C-Scan) that guarantees coverage and quality of the inspection (e.g., coupling and correct position of the probes respecting the part under inspection). Currently, there are several solutions to obtain a C-scan record in manual inspections, as an intermediate step between manual and automatic inspection. These are the so-called semi-automated inspections, with much lower cost and complexity as compared to an automated solution (e.g., robot-based). Semi-automated inspections usually require of some device mechanically attached to the probe to determine its position in space: wire-encoders, encoded wheel membrane, metrological articulated arms, X-Y scanners, flexible linear guides, etc. All these devices impose, in some degree, obstacles and mechanical limitations to the probe movements, reducing or hindering their degrees of freedom, which provoke UT coupling constraints, limited accuracies, etc. These limitations become even more serious when the geometry of the part is complex. Because of these limitations, these devices have a very restricted range of applications, and/or demand some degree of expertise and skill from the operator, if a reliable C-Scan record is needed. This paper introduces an innovative and alternative method to perform ultrasonic UT inspections, in a reliable and accurate fashion, with a low dependency on human factors. This method is based on three-dimensional (3D) spatial location of the probe through infrared (IR) vision. Since this method implies no mechanical coupling with the probe, inspection of components with complex geometry and big size is facilitated.

17:30 ME.4.D.4
An AI-based ADR-Technology for Weld Seams – How Technology can assist in X-Ray Image Interpretation
Christian Els – Sentin GmbH / Co-auteur : Kai Lichtenberg – Sentin GmbH
The presentation focuses on the sentin.ai Weld ADR (Automatic Defect Recognition) technology, which was developed in a project with industrial partners. The ADR system is based on artificial intelligence and can automatically detect typical defects on X-ray images of welds. The technology can be integrated into digital NDT image management software, as a stand-alone version for the evaluation of image files or a white-label version. Technologically, a deep convolutional neural network (CNN) is used. With the help of this architecture of neural networks, much more complex defects can be detected on images with much higher accuracy than it is possible with traditional image recognition methods. This model is trained by so-called transfer learning. In this procedure, the neural network is first pre-trained with a very large image data set containing all kinds of images. Studies have shown that the network learns a hierarchical recognition of visual features, which leads to the use of much smaller data sets for training in almost all tasks of image recognition. The model is then trained in further steps with different radiographic images. Here, it learns specific properties of visual features for this type of images, such as the transparency of objects at higher depths. In order to further mitigate the fact that defects are rare compared to welds without defects a semi-supervised anomaly detection system is used to help boost the signal-to-noise ratio of the images. In the course of the presentation, various studies will be presented, which were carried out on the basis of real industrial data and achieved detection rates of up to 99%. The extremely large and high-resolution images, typical for NDT applications, on which very small features have to be detected, posed a challenge. In the project, a self-developed cropping method was used for the training and the later inference in productive operation. This method allows an analysis of the images without any loss of quality and still allows the recognition of different sized features. The ADR technology was developed in combination with an assistance system including a digital user interface. Additionally, the system covers functionalities like different image filters and modern AI image enhancement methods. The software is based on modern concepts from the field of web technologies. An important advantage here is the flexible integration into all operating systems: the interfaces are standardized and the integration into existing software can be easily realized by integrating a browser engine. In addition, there is no technological difference between a stand-alone version and a white label version. The software-supported evaluation of the images decouples the process of recording and evaluation. Development and digitization of the image can therefore take place independently of the actual interpretation. The system supports the inspector in localizing and classifying defects. In time- critical applications, pre-sorting can also be carried out so that faulty areas can be quickly detected, and maintenance work can be initiated.

17:50 ME.4.D.5
Developments and implementations of UT inspection adapted to irregular surface profile and complex component geometry
Alexandre Bleuze- Framatome – Intercontrôle
Between years 2014 to 2016, CEA/EDF/FRAMATOME worked together to develop UT inspection on nozzle of Pressure Water Reactor (PWR) for characterization of a defect located in the inner radius. The inspection is performed using a conformable matrix array probe positioned by a 6 axes robot around the radius connection of the nozzle onto the main pipe. The procedure is complex and the scanning area is defined around the defect zone.
From this operational experience, FRAMATOME decided to further develop conformable UT for NDE and master the technology of 6 axes robots to perform more generic inspection of complex surface shapes and complex geometries with improvements brought by new technologies: robotics, UT equipment (electronic and software), and UT probes. For this purpose, the R&D project called “Branched Weld” was launched late 2016 with a target at 2020 horizon to dispose, on-the-shelf, an easier procedure for inspection on complex surface profile with conformable UT probe and 6 axes robot strengthened.
The presentation discusses our development and industrialization of conformable UT based on “water pocket” technology and 6 axes robot for a set-in nozzle inspection performed with Full Matrix Capture (FMC) or Plane Wave Imaging (PWI) and UT imaging with Total Focusing Method (TFM). The basis of the choice of conformable probe and the robot is argued. The mechanical evaluation is presented. The inspection strategy of an entire weld around the nozzle is studied and the result of UT tests performed on a full scale nozzle mock-up is illustrated. The mechanical and UT procedures which depend on the potential of UT equipment will be discussed at the end.

18:10
FIN DU PROGRAMME TECHNIQUEEND OF THE TECHNICAL PROGRAM
18:30
FERMETURE DE L'EXPOSITIONEXHIBITION CLOSING
19:45
SOIREE GALAGALA EVENING
8:00
ACCES EXPOSANTS / OPENING TO EXHIBITORS8h30 - OUVERTURE DE L'EXPOSITION / EXHIBITION OPENINGHall Exposition
8:30
JE1AUT Multiéléments -TFMPalais des Congrès

8:30 JE.1.A.1
Développements récents de l’Imagerie UT – Résultats applicatifs
Olivier Burat – Framatome Intercontrôle / Co-auteur : Eleftherios Anagnostopoulos, Alexandre Bleuze- Framatome Intercontrôle
Les progrès réalisés ces dix dernières années, sur les équipements d’acquisition ultrasonore et les moyens de traitement des données permettent de développer des procédés d’imagerie ultrasonore visant à améliorer les performances des contrôles conventionnels (UT PA, TOFD, …) pour les inspections de cas complexes (matériaux et géométries). FRAMATOME – INTERCONTROLE contribue à ces progrès en développant et en faisant évoluer sa plateforme d’imagerie ultrasonore UTIS (Ultrasonic Testing Imaging Software), dont les caractéristiques sont présentées dans cet article. Cette plateforme, considérée comme ‘’boite à outils logiciels’’, permet de traiter aussi bien des données expérimentales que des signaux de synthèse résultats de simulation, pour optimiser les techniques d’imagerie, en vue de leur application à des cas d’inspection industrielle. Elle est mise au service des partenaires du projet ADVISE, sponsorisé par la Commission Economique Européenne. Ce projet, dont un objectif majeur est de contribuer à l’évolution des performances de l’inspection de composants complexe à l’aide de l’imagerie ultrasonore, regroupe une douzaine de partenaires de l’Union Européenne, aux profils complémentaires : académiques, laboratoires, concepteurs d’équipements ultrasonores avancés et industriels. Cette communication présente les principes et des résultats des différentes applications développées et déployées avec UTIS par FRAMATOME – INTERCONTROLE dans le cadre de sa R&D, mais également dans le cadre de projets collaboratifs (acquisitions de type FMC (Full Matrix Capture) et PWI (Plane Wave Imaging) et exploitation TFM (Total Focusing Method), ATFM (Adaptative TFM), VSA (Virtual Synthetic Aperture), …). Elle aborde également les travaux de normalisation en cours. Ces procédés sont des moyens d’améliorer les performances des inspections de composants présentant des profils de surface évolutifs, irréguliers susceptibles de perturber la propagation du champ ultrasonore dans la zone à inspecter, et parfois constitués de matériaux à structure métallurgique complexe (soudures austénitiques, zones de réparation, aciers inox moulés, ..). Les apports de ces techniques sont illustrés au travers des résultats applicatifs sur maquettes, représentatives de cas rencontrés sur les cuves de réacteur et le Circuit Primaire Principal des réacteurs nucléaires.

8:50 JE.1.A.2
Un nouveau système d’inspection associant les techniques multi-élements et TFM pour les applications industrielles en ligne
Laurent Le Ber – Edyffi Europe / Co -auteur : Guillaume Neau  – Eddyfi Europe
Pour les inspections en ligne sur les sites de fabrication, le contrôle par ultrasons peut représenter un goulot d’étranglement du processus de production. Les industriels recherchent donc la vitesse d’inspection la plus élevée possible sans compromettre la détection. Les techniques multiéléments sont privilégiées pour une détection rapide, souple et précise. Afin d’augmenter encore les vitesses de contrôles des modes dits « Paintbrush » ou l’ensemble d’une barrette multi-élément est utilisée pour flasher la pièce ont été industrialisés depuis de nombreuses années par Eddyfi. D’autres techniques consistant à produire plusieurs faisceaux ultrasonores en parallèle permettent d’atteindre aussi les cadences et la productivité requises tout en gardant une bonne résolution. Chacun de ces modes, leurs avantages et/ou inconvénients sont discutés dans ce papier. Parallèlement, les techniques d’imagerie ultrasonore basées sur la méthode TFM sont de plus en plus utilisées pour les applications manuelles. Elles apportent une imagerie réaliste à haute résolution qui constitue une aide importante au diagnostic. Dans un contexte d’inspection en ligne industrielle, les techniques TFM commencent à être considérées pour la caractérisation des indications. C’est particulièrement vrai lorsque les détections avec des techniques plus standards sont voisines des seuils de détection : caractériser la taille d’une indication et sa morphologie se révèle être un atout majeur quand l’industriel doit décider de rebuter ou non une pièce à très forte valeur ajoutée. Du fait de sa vitesse d’inspection encore relativement faible (de l’ordre de 100mm/s), la TFM n’est encore envisagée qu’en caractérisation lors des retours sur défaut dans le contexte du contrôle à haute cadence. Cependant, les études et améliorations des modes TFM permettront demain d’augmenter leurs performances et d’étendre ces méthodes à la détection. Le système multiélément présenté dans cet article permet déjà les modes rapides et la TFM. Le mode classique FMC peut être remplacé par différents modes d’excitation, tels que le mode PWI qui réduit le nombre de tirs et de signaux élémentaires pour une cadence accélérée sans dégrader les images. Les performances de ces différents modes PA et TFM, en termes de qualité et de vitesse, seront présentées et illustrées par des résultats expérimentaux obtenus dans une situation représentative d’un contrôle en ligne de plaques. Après avoir passé en revue les différentes techniques disponibles et les différentes applications, l’amélioration récente des techniques TFM et l’utilisation du traitement GPU sont décrites.

9:10 JE.1.A.3
Acoustic Path Filtering for Improved Multimode Total Focusing Method Inspection
Florin Turcu – Olympus Europa / Co -auteur : Benoit Lepage – Olympus Canada
The total focusing method (TFM) inspection is an ultrasonic testing (UT) technique that provides nondestructive testing (NDT) inspectors with new imaging modes enabling more accurate detection, sizing, and representation of challenging flaws. While TFM may offer convenient, nearly true-to-geometry imagery as the inspection result, it is often detrimentally affected by mode conversion artifacts. Current standards, such as ASME Section V, place the burden on inspectors to explain the origins of those artifacts, impacting the productivity and reliability of the inspection. A method enabling direct control of the ultrasonic wave propagation modes—i.e., transverse wave (T) or longitudinal wave (L)—through each interface of the acoustic path is proposed and evaluated in this paper. This control is achieved during the full matrix capture (FMC) acquisition by modulating, according to the desired propagation mode, the gain applied on the individual paths, which leads to the formation of a path-filtered TFM image. Empirical results on various use cases show considerable improvement of the signal- to-noise ratio (SNR) through the almost complete elimination of signals originating from undesired paths. For example, T-TT acoustic path TFM imaging of through-wall slots shows a 25-decibel reduction of mode conversion artifacts with marginal consequences on the useful T-TT signals.

9:30 JE.1.A.4
Algorithmes de super-résolution par inversion des données FMC
Nans Laroche – The Phased Array Company / Co -auteur : Ewen Carcreff – The Phased Array Company
L’imagerie ultrasonore est de nos jours largement utilisée dans de nombreux domaines des essais non destructifs (pétrochimie, nucléaire, production, etc.). Les nouvelles méthodes d’imagerie à synthèse d’ouverture telle que la « Total Focusing Method » (TFM) ont permis d’améliorer la qualité des images en matière de résolution et de contraste par rapport aux techniques de focalisation directes. Ces nouvelles techniques demeurant des méthodes de formation de voies traditionnelles, elles sont soumises aux mêmes limites physiques de résolution. Elles restent ainsi limitées par le critère de Rayleigh qui, pour un système d’imagerie donné, quantifie le pouvoir de résolution de deux réflecteurs proches. Dans ce travail, nous proposons une approche inverse de l’algorithme TFM dans le but d’augmenter la capacité de résolution. Elle repose sur la minimisation d’un critère pénalisé, intégrant la réponse acoustique des capteurs ainsi que des contraintes spécifiques sur l’image attendue. La méthode est tout d’abord appliquée à des données simulées et montre une amélioration de la capacité de résolution de deux défauts proches. Des résultats expérimentaux issus d’une configuration avec deux défauts proches, et utilisant différentes fréquences de sondes, confirment ces observations. Nous montrons que l’approche développée permet d’augmenter la capacité de résolution d’un facteur six par rapport à la méthode TFM (critère de Rayleigh divisé par six). Des conclusions et perspectives sont finalement données dans le but d’appliquer cette méthode à des cas concrets de contrôle non destructif.

9:50 JE.1.A.5
Procédé ultrasonore multiéléments en immersion robotisé pour l’inspection de composant avec des irrégularités de surface 3D
David Roué – CEA List/ Co -auteur : Ekaterina Iakovleva, Thomas Desrez , Sylvain Chatillon – CEA List, Michel Foata, Etienne Martin – EDF Direction Industrielle, Pierre-Émile Lhuillier– EDF R&D, Laurent Le Ber – Eddyfi
Les performances d’un procédé ultrasonore peuvent être rapidement dégradées lorsque le composant à inspecter présente un état de surface variable (vague de meulage, bourrelet de soudure). Si cette surface irrégulière est connue, un procédé de contrôle basé sur la technologie multiélément est en capacité de garantir le maintien des performances de détection et de caractérisation obtenues sur une surface régulière. Suite aux nombreux travaux déjà menés par le CEA pour traiter des variations de surface dans une seule direction (effet 2D), EDF a sollicité le CEA pour réaliser une étude sur la faisabilité d’un procédé ultrasonore multiélément robotisé en immersion permettant de s’affranchir de variations d’état de surface dans les deux directions (effet 3D). Cette communication présente ce nouveau procédé fondé sur l’utilisation d’un traducteur à découpe matricielle de 256 éléments. A l’issue d’une première acquisition FMC, la surface 3D du composant est extraite des images TFM. Puis, à partir de cette surface reconstruite, des faisceaux ultrasonores focalisés cohérents sont calculés par le logiciel CIVA Dev. Les lois de retard associées sont ensuite stockées puis appliquées en temps réel par l’électronique de contrôle lors d’une seconde acquisition. Pour réaliser l’ensemble de ces acquisitions robotisées, de nombreux développements logiciel (CIVA Dev, Acquire) ont été réalisés en collaboration avec la société Eddyfi.

JE1BTomographiePalais des Congrès

8:30 JE.1.B.1
Évaluation de la qualité de mesure tomographique avec un système robotisé
Caroline Vienne – CEA List / Co-auteur : Marius Costin – CEA List
La tomographie par rayons X (RX) est une méthode de contrôle non destructif (CND) très efficace pour déterminer les caractéristiques de la structure interne d’un objet (ses dimensions, sa forme, sa densité) et y détecter d’éventuels défauts. Elle combine pour cela une phase d’acquisition de multiples projections RX de l’objet depuis des angles de vue différents avec une phase algorithmique de reconstruction 3D où les projections acquises sont reprojetées dans un volume de voxels. Dans les appareils industriels classiques, les acquisitions RX sont obtenues en mettant en rotation la pièce au centre de l’ensemble source / détecteur mais de tels appareils sont en général mal adaptés pour inspecter des pièces de grandes dimensions ou déjà assemblées. La plateforme de tomographie robotisée du CEA List permet de lever cette limitation en proposant une solution basée sur l’utilisation de deux robots synchronisés pour déplacer la source et le détecteur RX de part et d’autre de l’objet à contrôler, qui reste fixe. Cette approche plus flexible en termes de trajectoire d’inspection, apporte cependant des contraintes supplémentaires liées notamment à l’erreur de positionnement des robots. En effet pour obtenir une reconstruction 3D de bonne qualité, il est impératif d’avoir une bonne localisation du couple source-détecteur au cours de la trajectoire. Nous évaluons ici, à travers la simulation et des acquisitions expérimentales, l’impact de l’imprécision de positionnement des robots sur la reconstruction d’un objet calibré pour différents grandissements. Nous présentons également la mire que nous avons réalisée en vue de calibrer le système robotique, c’est-à-dire estimer en chaque point de la trajectoire les paramètres intrinsèques (distance focale, projection du centre optique) et extrinsèques (position et orientation) du système d’imagerie X. Cette stratégie de mesure de la trajectoire à l’aide d’une mire peut être appliquée grâce à la très bonne répétabilité des robots utilisés pour manipuler le tube X et le détecteur (estimée à 35 µm à l’aide de trackers laser).

8:50 JE.1.B.2
Simulation de tomographie par rayon X pour la détermination des limites de systèmes industriels
Awen Autret – Novitom/ Co -auteur : Olivier Guiraud – Novitom
La tomographie par rayons X est un outil de contrôle non-destructif puissant, particulièrement pour la fabrication additive grâce aux hautes résolutions atteignables et à la possibilité d’imager les structures internes. Toutefois, la qualification de tels dispositifs, c’est-à-dire la détermination de leurs limites, peut-être une tâche lourde requérant des heures à imager une multitude d’objets avec différentes géométries et compositions. Novi-Sim est un programme de simulation pour la tomographie par rayons X. Il a été développé avec pour but de simuler de manière réaliste et rapide des acquisitions comportant à la fois du contraste d’atténuation et du contraste de phase en modélisant la propagation du bruit dans la CHAÎNE d’acquisition. Novi-Sim est actuellement le seul logiciel de simulation pour la tomographie à rayons X modélisant à la fois contraste de phase et propagation du bruit dans la CHAÎNE d’acquisition. Les modèles physiques des interactions des rayons X avec la matière ont été validés dans de précédentes communications. Le modèle mathématique de propagation du bruit a montré un bon accord entre les données expérimentales en les données simulées. Différents types de sources de rayons X ont été modélisées grâce à des simulations Monte-Carlo et incluses à Novi- Sim afin de rendre possible la simulation d’un large panel de systèmes de tomographie par rayons X. Un tel outil peut être un atout majeur dans le processus de qualification d’un tomographe en permettant de simuler les mesures plutôt qu’en les réalisant manuellement, monopolisant en même temps la machine et ses opérateurs pendant des heures voire des jours. Cette étude montre plusieurs cas pratiques d’évaluation d’un système de tomographie par rayons X et comment cela peut permettre de définir les limites du système en termes de résolution spatiales pour différents objets et différentes compositions.

9:10 JE.1.B.3
Transfer learning for recognizing casting defects inspected by tomography
Abdel Rahman Dakak – INSA Lyon – CTIF / Co -auteur : Valérie Kaftandjian, Philippe Duvauchelle – INSA Lyon, Patrick Bouvet – CTIF
The work that we are going to present comes within the framework of a PhD thesis under the supervision of the French company CTIF and the LVA laboratory of INSA Lyon, whose aim is to establish a set of acceptance criteria for tomography inspection of aluminium alloy casting. Those acceptance criteria will be used to decide the criticality of the casting defects found in the 3D tomographic volume. However, before establishing these criteria, we need to develop an approach that can detect these defects in the volume automatically. The first step of this approach is segmentation. It helps us detect the possible defects in the tomographic slices due to the variation in the grayscale value. However, the heuristic segmentation of X-ray images is a complicated task that does not always guarantee a sufficient defect detection accuracy. Some of the detected indications might refer to false alarms, i.e., noise or artefacts, or even geometrical features. Therefore, we decided to use the neural networks to help us classifying the detected indications into true alarms (defects) and false alarms. Transfer learning is a deep learning method where we use pre-trained neural networks for a new learning task. In this paper, we settle a comparison and measure the performance of several state-of-the-art convolutional neural networks when used to recognize the casting defects in the tomographic slices. The difficulty of this step is the preparation of the data that will be used to fine-tune these networks. The data consists of two separate categories: defective and flawless/blank zones. It should be noted that we deployed two transfer-learning applications per CNN independently based on the metal casting process (die-casting and gravity casting).

9:30 JE.1.B.4
Rétro-conception de cartes électroniques multicouche à partir de microtomographie X synchroton et d’outils d’analyse d’image dédiés.
Sofiane Terzi- Novitom / Co -auteur : Olivier Guiraud – Novitom
Avec l’évolution constante des appareils électroniques, l’obsolescence est rapidement atteinte. Le remplacement d’équipements critiques validés par des tests de qualification rigoureux et des performances optimales en service peut s’avérer difficile. Récupérer de la documentation sur la conception de la structure des couches de circuits imprimés qui ont été ajustées avec précision il y a plusieurs décennies est souvent une tâche impossible. Des méthodes destructives telles que le polissage peut être utilisé pour rétro-concevoir les cartes électroniques avec l’inconvénient de perdre la version originale du circuit imprimé. Cette approche est risquée car le succès n’est pas garanti, en effet certaines subtilités de la conception initiale peuvent être définitivement perdus. La microtomographie à rayons X Synchrotron fournie une solution unique pour extraire chaque couche de la carte complète sans détruire le PCB. Cette technique combine la haute résolution et le pouvoir de pénétration requis pour l’imagerie de grands échantillons en 3D avec une précision micrométrique. Un tel niveau de résolution est généralement nécessaire car les couches de cuivre dans les PCB ne font que quelques dizaines de microns d’épaisseur. Nous montrerons comment extraire des couches virtuelles du volume numérique et compenser la distorsion inhérente aux circuits imprimés pour obtenir des images pertinentes pouvant être utilisées pour rétro-concevoir des cartes électroniques.

9:50 JE.1.B.5
Spectral Radiography and tomography for materials identification
Su Ting – Shenzhen Institutes of Advanced Technology / Co -auteur : Philippe Duvauchelle, Mohamed Tahraoui, Yue Min Zhu, Valerie Kaftandjian – INSA Lyon, Yongshuai Ge – Shenzhen Institutes of Advanced Technology
The development of X-ray detectors along with fast electronics and signal processing in recent years allows to get real time spectral images in transmission, i.e., in a single acquisition, images at several energy bins. Thus, the identification of materials categories (typically “heavy” versus “light”) which was done in dual energy techniques can be extended to the discrimination of several materials with a better sensitivity. This presentation comes from a collaboration between National Institute of Applied Sciences of Lyon (INSA Lyon) and Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT), combining simulations and experiments. The simulation software Virtual X-ray Imaging (VXI) developed by INSA-Lyon has been used to simulate different practical industrial or medical cases in order to develop a material decomposition algorithm. Depending on the application (such as plastics sorting, or identification of minerals of medical interest), we have shown in previous work that the decomposition algorithm can be improved by a classification step to enhance the separation of materials which are close in attenuation. The simulation considers a direct conversion cadmium telluride (CdTe) detector whose response is modeled by its absorption factor, in order to see the influence of acquisition parameters on the results, in particular the compromise between the amount of noise and the number of energy bins used. However, when coming to a real detector, several effects such as charge sharing tend to influence the signal received, and those effects are not taken into account in the simulation. For this reason, a calibration is necessary in order that the decomposition method can work with experimental measurements. Such a calibration consists in measuring the attenuation coefficients for a range of known materials of fixed thickness, using a spectral detector with a high number of energy bins. A very first result was shown at DIR2019. Thanks to the collaboration with SIAT, new measurements have been carried out and will be presented here.

JE1CMicrostructure UT & Simulation IIIPalais des Congrès

8:30 JE.1.C.1
Avancées dans le contrôle ultrasonore d’un milieu liquide avec gradients de température et de vitesse d’écoulement
François Baqué – Centre de Cadarache/ Co-auteur : Joseph Moysan – Aix Marseille Université, C. Lhuillier – Centre de Cadarache
Les travaux présentés dans cette conférence s’inscrivent dans le cadre du laboratoire commun (LRC) MISTRAL inauguré en 2019 et qui vise à structurer, coordonner et réaliser des programmes de recherche communs au CEA Cadarache et au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (UMR 7031). L’axe 3 de ce laboratoire concerne le Contrôle et surveillance acoustiques des structures et matériaux. Il s’agit de surveiller de manière non destructive l’intégrité des structures et des matériaux à différentes échelles (µm – m) pour différents modes de fonctionnement des réacteurs nucléaires (à l’arrêt, en service normal, dans une situation accidentelle). Plusieurs travaux de cet axe sont présentés à la COFREND 2020 et nous nous intéressons ici plus particulièrement à montrer comment la simulation et les expériences nous permettent d’augmenter le potentiel des méthodes ultrasonores pour obtenir des mesures exploitables dans l’environnement complexe des réacteurs refroidis par du sodium liquide. Nous présentons dans un premier temps une synthèse des travaux développés autour du banc IKHAR (thèse de Nicolas Massacret) qui montre que la mesure ultrasonore à l’échelle de la dizaine de nanosecondes est désormais accessible en condition de laboratoire grâce à des capteurs ultrasonores multiéléments et à un traitement du signal approprié. Cette finesse de mesure a rendu possible la détection du passage de tourbillons dans un écoulement turbulent en eau. Dans un deuxième temps, nous montrons par la simulation numérique de la propagation d’ondes dans un écoulement de mélange de jets de liquides à différentes températures (expérience PLAJEST de JAEA Japon), qu’il est possible d’imaginer des mesures ultrasonores qui caractériseront les zones de mélanges de jets selon l’altitude et permettront donc de bien connaitre les écoulements et des mélanges dans un liquide opaque. La simulation numérique est réalisée à l’aide du CODE SPECFEM sur des données simulées par le CEA reproduisant l’expérience PLAJEST. Cette démarche numérique nécessite l’apport du calcul haute performance réalisé sur le calculateur CURIE (thèse de Masaru Nagaso). Ces développements montrent que la mesure ultrasonore progresse pour devenir un outil utile pour caractériser finement les écoulements turbulents.

8:50 JE.1.C.2
De la modélisation numérique 2D à l’imagerie pour la caractérisation non destructive des bétons
Jean-François Chaix – LMA UMR7031, AMU, CNRS, Ecole Centrale/ Co-auteur : Vincent Garnier, Jean Mailhé – LMA UMR7031, AMU, CNRS, Ecole Centrale, Jean-Marie Hénault, EDF R&D, PRISM
Les techniques ultrasonores sont de plus en plus utilisées pour la surveillance des structures de génie civil, généralement composées de béton armé. Le béton est un matériau qui répond aux chargements en compression et protège les barres d’acier de renfort de l’environnement corrosif. Les barres d’acier sont intégrées dans le béton et ne sont pas directement accessibles. Ainsi, le béton est systématiquement le premier matériau à explorer afin d’évaluer et d’améliorer la durabilité des structures en béton. Le béton est un milieu très hétérogène, composé d’agrégats de différentes tailles et d’une matrice de mortier plus ou moins poreuse selon les formulations et conditions de mise en œuvre. Afin de prendre en compte ce matériau complexe, une matrice de mortier viscoélastique incluant des hétérogénéités de type granulat et/ou porosité est intégrée dans Specfem, un modèle numérique 2D permettant de simuler la propagation des ondes ultrasonores dans les milieux viscoélastiques hétérogènes, incluant les phénomènes de diffusion multiple. Pour cela, nous utilisons un modèle géométrique de béton avec des cercles de différents rayons et un autre avec des polygones, dont les formes sont proches des agrégats réels en béton. La matrice de mortier inclut un modèle de comportement viscoélastique dit à facteur Q constant qui intègre une atténuation liée aux microporosités présentes (plus ou moins remplies d’eau selon le taux de saturation de la structure considérée). Dans une dernière étape sont introduites les armatures métalliques (barres de renfort ou gaines de précontrainte) et des éléments typiques de macrodéfauts (nids de cailloux ou macroporosités) qui peuvent être rencontrés lors de la fabrication de ces structures. A partir de ce modèle numérique sont extraits les signaux ultrasonores qui peuvent être analysés pour construire des imageries du béton (SAFT et Energie Topologique) et peuvent participer à l’évaluation et au diagnostic de la structure. Le modèle numérique est validé par des essais de laboratoire sur des milieux modèles à base de résine et de tiges en alliage d’aluminium, puis sur des bétons industriels et la structure VERCORS construite par EDF comme un laboratoire de test d’enceinte de confinement. L’utilisation de systèmes multiéléments du commerce ou de laboratoire permet de mener ces validations expérimentales et applications industrielles. Des imageries encourageantes sont proposées dans ce cadre-là et de nombreuses perspectives accompagnent ces travaux pour le CND des structures du génie civil.

9:10 JE.1.C.3
Evaluation and Simulation of HTHA Damaged Specimen
Bastien Clausse – Extende/ Co-auteur : Nicolas Nourrit, Serge Demonte, Anthony Leguellaut – Institut de Soudure Industrie, Hugo Cence – Ekoscan, Sophie Wastiaux – Air Liquide, Patrice Houlle – Materials Technology Institute
High Temperature Hydrogen Attack (HTHA) is a well-known phenomenon that impacts the design, operation, and maintenance for syngas production facilities (e.g. hydrogen and carbon monoxide plants). Material selection and inspection are driven by an API document API 941, that recently evolved after TESORO accident. The new rules have highlighted the need to adapt inspection with more advanced NDT methodology, enabling to detect the early stage of HTHA, then supporting a Fitness For service approach. This paper makes an overview of results about evaluation and simulation of HTHA-damaged specimens obtained in the frame of a global project funded by MTI regarding the assessment and improvement of the performance of UT advanced NDT for HTHA detection. This study is performed by means of NDT simulations in CIVA software after a detailed metallographic review and statistical modeling of HTHA defects distribution of field-exposed samples. HTHA defects counting, length / orientation statistical inputs and comparisons between experimental and simulated UT images, produced by PAUT and TFM/FMC techniques, are presented in this paper. The agreement of the UT simulations performed in CIVA software compared to the experimental images is very satisfying for different HTHA-affected samples (different levels of damages), different UT acquisition settings and different inspection frequencies. The unprecedented use of HTHA defects distribution laws and NDT simulations of HTHA damage are very promising tools which will then be used to assess the limits of existing NDT and to define an optimized procedure which relies on advanced ultrasonic examinations.

9:30 JE.1.C.4
Contrôle ultrasonore de soudures austénitiques multi-passes. Influence de l’incertitude des constantes d’élasticité sur la simulation de la propagation
Jean Mailhe – Aix Marseille Université CNRS/ Co-auteur : Cécile Gueudré – Aix Marseille Université
Le contrôle par ultrasons des soudures austénitiques multi-passes est complexe. En raison de la structure soudée, à la fois anisotrope et hétérogène, la propagation du faisceau ultrasonore est perturbée (atténuation, déviation, division), ce qui rend le diagnostic difficile. Ce diagnostic peut être amélioré en modélisant la propagation ultrasonore. À cette fin, une description de la microstructure est requise. Ceci peut être obtenu par macrographie, mais cela induit de disposer d’un coupon représentatif de la soudure. En guise d’alternative, EDF et le LMA étudient depuis 2000 un modèle (appelé MINA) permettant de prévoir la microstructure des soudures multi-passes réalisées par électrode enrobée, qui ne prend en compte que les informations issues du cahier de soudage. L’ordre des passes, en particulier, et ses conséquences sur la solidification du bain en fusion ont montré que la croissance des grains avait une direction prévisible. Le modèle MINA développé estime cette texture. Il est ensuite couplé au code éléments finis ATHENA, développé par EDF R&D, pour simuler le contrôle. Dans certains cas, des écarts sont observés entre simulation et expérimentation. Cette étude, réalisée dans le cadre du projet ANR MUSCAD, montre qu’elles peuvent être partiellement attribuées aux incertitudes de mesure des constantes d’élasticité Cij du métal soudé (données d’entrée du modèle). Elles sont complexes à évaluer et sont mesurées sur des éprouvettes parfois peu représentatives du métal soudé. La méthode de propagation analytique des incertitudes est utilisée pour quantifier l’influence de la variabilité des Cij sur la simulation de propagation. Le descripteur paramétrique utilisé est le sismogramme pour conserver un maximum d’informations, et pour générer des cartes de sensibilité et d’incertitude. Les zones sensibles (ou non) aux variations de chaque Cij sont révélées, aidant au choix des configurations de contrôle. La déviation en position et en temps de vol d’un CND classique par ultrasons est clairement indiquée.

9:50 JE.1.C.5
Gestion du bruit de structure et des ondes de surface en imagerie ultrasonore
Nicolas Paul – EDF R&D / Co -auteur : Paul Kassis, Antoine Ferre, Andreas Schumm, Pierre-Emile Lhuillier
On s’intéresse ici au contrôle non destructif de matériaux complexes par des capteurs multiéléments. Par « matériaux complexes » on entend tous types de matériaux générant un signal pouvant gêner la détection de défaut. Ce signal peut correspondre par exemple au « bruit de structure » résultant d’une microstructure hétérogène lorsque la longueur d’onde est proche de la taille moyenne des grains. Ce signal peut également correspondre aux ondes de surface qui parfois gênent sensiblement la détection de défaut dans les premiers millimètres. Nous proposons une méthode simple de post-traitement des acquisitions pour faciliter la détection des défauts. Notre approche, appelée « CORUS », est une extension aux capteurs multiéléments de travaux précédemment présentés (journée COFREND 2017) sur des capteurs mono-éléments, typiquement les capteurs TOFD. Sur les matériaux complexes, le bruit observé sur les résultats d’imagerie (TFM, PWI…) présente une forte inhomogénéité spatiale : la moyenne et l’écart-type varient en fonction de la position du pixel imagé. En particulier, ce bruit a tendance à être plus élevé lorsqu’on se rapproche de la surface du matériau contrôlé. Une première étape de traitement permet d’homogénéiser spatialement l’impact du bruit sur l’imagerie ; une phase d’apprentissage permet d’estimer, pour chaque pixel imagé, la moyenne et l’écart-type du bruit. Ces grandeurs sont ensuite utilisées lors du contrôle pour normaliser les valeurs reçues. Après homogénéisation, l’impact du bruit est le même sur toute la zone imagée. En tirant partie de cette propriété, des méthodes de filtrage spatial sont ensuite utilisées pour augmenter le contraste d’un défaut. Le filtrage bilatéral est une méthode de traitement d’image qui permet de moyenner des pixels seulement s’ils sont proches en position et en amplitude. Ce type de filtrage est particulièrement intéressant après notre premier traitement d’homogénéisation, il permet de diminuer la variabilité du bruit tout en maintenant l’amplitude des défauts. CORUS a été testé avec succès sur des maquettes en acier inoxydable, avec un gain important de plusieurs dB. La méthode est maintenant intégrée dans une version de développement du logiciel CIVA. Elle est également intégrée dans une version prototype du système d’acquisition multiéléments PANTHER développé par la société Eddyfi.

SHM@COFREND3ème Journée Annuelle sur le SHMPalais des Congrès

8h30 – Bienvenue & introduction,
COPIL SHM@COFREND
Bastien Chapuis (CEA List) – Vincent Le Cam (Université Gustave Eiffel) – Pierre Calmon (CEA List)

8h50 – Présentations de l’Etat d’avancement des Travaux des Groupes de Travail SHM à la COFREND :
Aéronautique : David Barnoncel (ArianeGroup) & Olivier Mesnil (CEA List)

Génie Civil : Odile Abraham (Université Gustave Eiffel) & Hervé Lancon (Sites)

ESP & Equipements industriels : Fan Zhang (Cetim) & Olivier Bardoux (Air Liquide) & Etienne Martin (EDF) & Jean Sarete (Bureau Veritas)

9h50 : Conférencier invité : Retour d’expérience, vision sur les pratiques et l’avenir en gestion des Ouvrages d’Art
Vincent Percepied – Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire
Vincent PERCEPIED exerce actuellement les missions de gestionnaire de patrimoine, de chef de projets de réhabilitation et de formateur métier en ouvrages d’art (OA), au sein de la direction interdépartementale des routes nord-ouest (service déconcentré du Ministère de la Transition écologique et solidaire).
Rentré dans l’administration il y a 25 ans (intégration de la Direction Départementale de l’Équipement 76), il a occupé cinq postes lui permettant d’apprécier sous différents angles la thématique des OA, ayant ainsi effectué des métiers relevant de la maîtrise d’ouvrage, de la maîtrise d’oeuvre (études et travaux) et de la gestion d’un patrimoine dépendant du réseau routier national non concédé.
Son expérience est mise à profit dans le cadre de groupes de travail techniques nationaux, de groupe d’échanges et au travers de formations qui lui permettent en particulier de sensibiliser un public tant universitaire que professionnel sur les enjeux à bien maîtriser l’ensemble des pratiques qui encadrent les OA.

10:10
PAUSE CAFECOFFEE BREAKHall Exposition
10:40
JE2AContrôle Soudures par TOFD et Multiéléments IPalais des Congrès

10:40 JE.2.A.1
Evaluation des capacités de la méthode TOFD à caractériser les défauts de type plan dans les soudures de fortes épaisseurs
Frédéric Lasserre – Framatome – DTI/ Co-auteur : Alexandre Bleuze- Framatome Intercontrôle
Le TOFD conventionnel et multiélément est utilisé par FRAMATOME / CM (usine de Chalon – St Marcel) comme alternative à la radiographie lors des contrôles de fin de fabrication de soudures ferritiques de fortes épaisseurs des gros composants des centrales REP et EPRTM. Le but de ces examens est de vérifier l’absence de défauts inacceptables (type collage, inclusions allongées ou encore nids de soufflures), dans tout le volume de la soudure et de la ZAT. Pour de telles épaisseurs (jusqu’à 180 mm pour les soudures circulaires de générateur de vapeur par exemple), plusieurs dispositifs TOFD sont implémentés. De plus, afin de s’affranchir d’éventuelles restrictions d’accès dues à des obstacles locaux, une méthode TOFD dite « asymétrique » a également été développée. Tous ces dispositifs doivent détecter et caractériser les défauts ci-dessus, y compris lorsqu’ils présentent des désorientations par rapport à l’axe des faisceaux UT. Les performances de contrôle des équipements automatisés mettant en œuvre ces méthodes TOFD alternatives ont été démontrées au regard des méthodes radiographiques et ultrasonores traditionnelles au travers d’un dossier d’équivalence, c’est-à-dire par approche comparative. Le département d’ingénierie de FRAMATOME (DTI) et le département de R&D de FRAMATOME / INTERCONTRÔLE ont lancé une étude afin de connaître et quantifier plus en détails certaines performances réelles de ces dispositifs TOFD. Cette étude de R&D à court terme s’inscrit dans une recherche de consolidation de la qualité du contrôle en ce qui concerne la caractérisation des indications UT lors de l’analyse des données. Le contexte de l’étude, menée dans le cadre d’un stage universitaire, au-delà de la détection des défauts de diverses tailles et orientations, était l’amélioration de la systématisation des diagnostics « plan/volumique » au travers de l’analyse de phase des signaux de diffraction, et ce pour différentes configurations types de contrôle, en TOFD symétrique et asymétrique. Des simulations à l’aide de la plateforme logicielle CIVA® et des essais pratiques ont été réalisés pour comparaison ; ce papier en présente les résultats. Les règles d’analyse qui ont pu en être déduites au travers d’un « guide » (la vocation de ce document étant de fournir à tous les contrôleurs UT de FRAMATOME des mêmes règles et conventions lors de la caractérisation des indications TOFD) sont également abordées.

11:00 JE.2.A.2
Scénario de réparation VVP de l’EPR FA3
Louis Carlier – EDF / Co-auteur : Stéphane Leclerc, Christophe Herault, Miquel Olivier Escandell – EDF DI, Jean-Louis Calvet – EDF DIPDE, Maximun Larroque – EDF CNEPE
Les tuyauteries principales d’évacuation de la vapeur (aussi appelées « lignes vapeurs principales » ou VVP) sont des tuyauteries transportant la vapeur sous pression, produite dans les générateurs de vapeur, vers la turbine. Sur un réacteur de type EPR, elles sont au nombre de quatre. Ces tuyauteries traversent l’enceinte de confinement du réacteur, composé de deux parois en béton. Entre ces deux parois se trouvent, sur chacune des quatre tuyauteries, deux soudures dites de « traversées ». De nombreux écarts sont survenus lors des différentes étapes de fabrication de ces composants, ce qui a poussé EDF et FRAMATOME a réparé ces soudures. Le scénario de réparation présenté est une des versions proposées à l’Administration par l’intérieur à l’aide de machines de soudage TIG orbital télé-opérées depuis l’intérieur des tuyauteries. Ce scénario de remise à niveau a été établi dans l’objectif d’être peu intrusif et sans impact sur le génie civil et la troisième barrière de confinement des réacteurs de type EPR. Des outillages de coupe, de bridage et de contrôle non-destructifs sont également développés. Un programme développement et de fiabilisation de ces outillages et de ces procédés, inspiré des qualifications réalisées dans le cadre des opérations de maintenance, est en cours de mise au point.

11:20 JE.2.A.3
Application des normes ISO 23864 et ISO 23865 relatives à l’utilisation de la technique ultrasonore multiéléments FMC/TFM – Étude expérimentale pour le contrôle de soudures bout à bout
Didier Flotté – Institut de Soudure/ Co-auteur : Bruno Grzeskowiak- Institut de Soudure, François Vassollo – ANDRA
Les normes ISO 23864 et ISO 23865 définissent l’utilisation de la technique ultrasonore ‘’focalisation en tout point’’ dans un cadre générale (ISO 23865) et pour le contrôle des soudures (ISO 23864). Cet article commence par une étude des principales impositions de ces normes. Notamment, nous avons regardé les conséquences sur : Les mesures à faire avant le contrôle ; Le choix des configurations de calcul ; La zone inspectable en une fois en fonction des performances de l’équipement utilisé. À partir de cette étude, il a été possible de définir des modes opératoires pour le contrôle de soudures bout à bout. Nous avons donc contrôlé avec cette technique et en respectant les prescriptions de la norme ISO 23864 plusieurs soudures comportant des défauts connus et avons comparé les résultats obtenus avec les techniques déjà normalisées que sont le TOFD ou les ultrasons multiéléments en utilisant différents types de balayages, les techniques de comparaison pouvant être limitées par la géométrie de l’assemblage. Ces résultats montrent que la technique FMC/TFM apporte un gain non négligeable dans la détection des défauts plans perpendiculaires à la paroi d’accès (ISO 16827) avec des configurations simples de mise en œuvre, avec les outils actuels et en utilisant un seul mode de reconstruction. La détection de l’ensemble des types de défauts nécessite la combinaison de plusieurs modes de reconstruction. Cette étude comparative a en partie été réalisée sur des coupons de développement des techniques de contrôles qui sont envisagées pour la réalisation des colis de stockage du projet Cigéo mené par l’ANDRA. Les essais réalisés montrent que l’évaluation des indications par la mesure de la hauteur est envisageable. Toutefois, la technique TOFD peut être plus fiable du fait de l’utilisation du phénomène de diffraction.

11:40 JE.2.A.4
Outils de diagnostic automatique pour le contrôle ultrasonore de soudures à l’aide de traitements avancés et de méthodes d’apprentissage
David Roué – CEA List / Co-auteur : Stéphane Leberre, Xavier Artusi – CEA List
Lors d’un contrôle de soudure par technique ultrasons multiéléments, l’acquisition des données est rapide du fait des nombreux progrès réalisés par les fabricants d’équipements pour simplifier leurs mises en œuvre et démocratiser leurs usages. Cependant, la dernière étape du contrôle qui consiste à analyser les données en vue d’établir un rapport d’examen est souvent fastidieuse et nécessite des opérateurs expérimentés. Dans ce contexte et à travers un projet collaboratif de recherche sur le diagnostic automatique de contrôle (projet AADICT), le CEA List a développé différents outils, à travers sa plateforme CIVA, pour l’analyse automatique de données. L’objectif est de faciliter l’interprétation des données par l’opérateur en lui indiquant des zones d’intérêts, en lui proposant un premier niveau de classification (manque de pénétration, collage, fissure) et une aide à la caractérisation. Ces outils présentés dans cette communication sont fondés, d’une part, sur la segmentation et la corrélation de données couplée à une approche géométrique, directement inspirées des connaissances et pratiques métiers, et d’autre part, sur des algorithmes d’inversion exploitant des techniques d’apprentissage. Les bases de données nécessaires à l’apprentissage sont générées à l’aide de la simulation de l’inspection et permettent d’associer au diagnostic un niveau de confiance, en tenant compte de la variabilité des paramètres influents inhérents au procédé de contrôle.

12:00 JE.2.A.5
Conception, développement et mise en œuvre d’un procédé d’examen non destructif des soudures austénitiques et des matériaux austéno- ferritiques par ultrasons automatisés avec traducteur multiéléments.
Jérémy Marquis – Omexom NDT / Co -auteur : Samir Bakhti, René Mathieu, Julien Fortineau, Jimmy Ponton, Anne-Marie Roy – Omexom NDT
Les assemblages, par soudage, des matériaux austéno-ferritiques possèdent une zone singulière au niveau de la racine de la jonction soudée. Cette zone de concentration de contraintes subit en service des sollicitations mécaniques et thermiques susceptibles d’engendrer l’amorçage et la propagation de fissures de fatigues, situées sur la face opposée à la face de sondage. Les soudures austénitiques et les matériaux austéno-ferritiques présentent des structures fortement anisotropes et hétérogènes susceptibles de dégrader les performances du procédé d’examen non destructif (END). La dégradation des performances est due principalement aux phénomènes physiques qui perturbent les faisceaux ultrasonores (déviation et division des faisceaux ultrasonore, variation de la perméabilité acoustique, …). Cette étude traite du cas particulier de l’END par ultrasons d’une soudure de forte épaisseur en acier inoxydable austénitique de deux pièces en acier austéno-ferritique moulées. La structure du métal de base, de part et d’autre de la soudure, rend l’examen plus difficile à cause de la structure hétérogène à gros grains du matériau. Une forte diffusion de l’onde ultrasonore génère un niveau de bruit de fond important qui empêche une interprétation aisée des résultats. Omexom NDT développe un procédé de contrôle (de la soudure et du métal de base) par ultrasons automatisés comprenant un traducteur multiélément développé spécifiquement pour cette application. Son utilisation facilite l’examen de ce type de composant et permet le maintien des performances du procédé en s’affranchissant des difficultés d’inspection (apparition d’artéfacts, déviation de faisceau, niveau de bruit de structure élevé, échos de géométrie omniprésents, …).

JE2BMéthodes ThermiquesPalais des Congrès

10:40 JE.2.B.1
Industrialisation du contrôle par thermographie inductive
Patrick Bouteille – Cetim/ Co-auteur : Richard Huillery – Thermoconcept, Romain Lechat – NTN Transmissions Europe
Un nouveau pas est franchi dans l’industrialisation de la thermographie infrarouge par induction ! Un ilot robotisé, développé par le CETIM, a été installé mi-2019 dans l’usine de NTN Transmissions Europe à Crézancy pour le contrôle automatique de tulipes de transmissions. Un cycle de 7 secondes par tulipe, un fonctionnement 24h/24, voici les principales caractéristiques de cette machine industrielle qui permet de détecter les replis sur ces pièces forgées et d’assurer une sanction sans l’intervention d’un opérateur grâce à un traitement d’images. Après la présentation des différentes étapes qui ont conduit à cette success-story, un bilan sera fait après 9 mois de fonctionnement. Le CETIM a démontré depuis plusieurs années que la thermographie infrarouge avec une excitation par induction permet de mettre en évidence des défauts de surface débouchants ou sous-jacents sur produits métalliques, magnétiques ou non (replis de forge, tapures de trempe, criques de rectification, défauts de soudage…). L’absence de produits chimiques et l’automatisation possible du contrôle et de la sanction rendent cette méthode particulièrement intéressante pour tout contrôle en production en alternative au contrôle par ressuage et par magnétoscopie.

11:00 JE.2.B.2
Détection d’indications surfaciques sur pièces métalliques par thermographie par balayage laser
Stéphane Amiel – Safran Tech
Au cours du cycle de fabrication de composants métalliques de moteur aéronautique, plusieurs contrôles non-destructifs sont réalisés pour localiser l’éventuelle présence d’indications surfaciques sur les différentes pièces étudiées. Les méthodes classiques de magnétoscopie et de ressuage emploient différents agents chimiques comme révélateurs des anomalies présentes. Ces procédés nécessitent une longue préparation préalable au contrôle qui représentent une part importante (30%) du cout final de la pièce. Dans le cadre de la mise en place de nouvelles méthodes CND en alternatives aux techniques traditionnelles, le contrôle par thermographie infrarouge par balayage laser doit permettre de détecter des indications surfaciques. Le banc de thermographie mis en place consiste en un faisceau laser à la longueur d’onde 940nm avec un diamètre de 2.4mm qui vient balayer la surface de la pièce à contrôler pour créer une variation de température de quelques degrés. La présence d’une indication avec une résistance thermique plus élevée que celle du matériau va bloquer la diffusion de la chaleur et créer une surélévation de la température de surface. Le suivi temporel de la température de surface s’effectue avec une caméra infrarouge refroidie afin d’avoir une sensibilité thermique élevée pour détecter les faibles variations de température. Des travaux sont menés pour optimiser les paramètres d’application de la méthode sur différents éprouvettes métalliques (Inconel, alliage base nickel, Titane) issue de différents procédés de fabrication (forge, fabrication additive) présentant des indications implantées de géométries connues et caractérisées par microscopie. D’abord, des métriques de type CNR (Contrast to Noise Ratio) sont construites pour comparer les configurations expérimentales entre elles. Plusieurs géométries (longueur, largeur et profondeur) d’indications sont contrôlées pour évaluer la plus petite indication détectable. De plus, l’étude compare plusieurs procédés de post-traitements des films acquis afin d’identifier les plus performants. Dans le cadre des études paramétriques sur les différentes éprouvettes, l’emploi d’algorithme d’optimisation permet de proposer un plan d’expérience pour couvrir l’ensemble des gammes de paramètres étudiés et d’identifier les réglages optimaux associés au matériau contrôlé. La suite des mesures se propose de travailler sur des éprouvettes avec des défauts implantés présentant des états de surface différents avec des rayons de courbure variés afin de vérifier la robustesse des paramètres sélectionnés. Les géométries des éprouvettes sont établies pour être représentatives de pièces réelles. Enfin la méthode de thermographie par balayage laser sera testée sur des pièces réelles issues des lignes de production afin de la confronter avec les méthodes CND traditionnelles.

11:20 JE.2.B.3
Estimation du taux de porosité et de fissures sur des composites oxyde/oxyde par thermographie infrarouge active
Ludovic Gaverina – Onera / Co-auteur : Antoine Debarre, Jean-Michel Roche – Onera
Dans l’industrie aérospatiale, la mise en œuvre de matériaux céramiques est envisagée afin d’améliorer les performances, notamment des systèmes de propulsion. Dans le cadre de l’élaboration d’un matériau composite, dit oxyde/oxyde, constitué des fibres en alumine et d’une matrice en alumine, la connaissance de la distribution de la porosité est nécessaire. Un pore est défini comme une inclusion d’air et le taux de porosité est défini comme le volume des pores par rapport au volume du matériau. Cette dernière valeur est directement liée aux performances mécaniques des éprouvettes et doit donc être évaluée. Pour mesurer le taux de porosité, de nombreuses techniques expérimentales peuvent être utilisées: des techniques destructives (comme l’intrusion de mercure, l’observation en Microscopie Electronique d’une tranche du matériau) ou non destructives (comme le contrôle par ultrasons, la tomographie à rayons X…). Ces techniques permettent d’obtenir une carte de porosité dans l’échantillon. Ce travail est décomposé en trois parties : (i) estimation du taux de porosité, (ii) essais mécaniques sur des éprouvettes et (iii) détection de fissures sur la tranche. Pour estimer le taux de porosité, nous proposons d’utiliser la thermographie infrarouge pulsée qui est une approche conventionnelle d’essai non destructif. Elle offre de nombreux avantages, tels qu’une mesure rapide et une installation simple. L’interprétation physique aisée permet une corrélation entre la distribution de la température et la distribution de la porosité. Une cartographie de la porosité dans le matériau peut alors être obtenue. Une campagne d’essais mécaniques de flexion 4 points a été réalisée pour permettre de déterminer la résistance à la rupture d’éprouvettes oxyde/oxyde afin de la corréler au taux de porosité. Le matériau se fissure lors de l’élaboration, il est donc important de quantifier le taux de fissures. Un banc de thermographie laser, dit flying spot, a été développé et a été utilisé pour révéler les fissures sur la tranche des éprouvettes oxyde/oxyde. Suite à cela, une comparaison des éprouvettes avant et après des essais mécaniques a été réalisée pour voir quelles fissures sont apparues.

11:40 JE.2.B.4
CPA : présentation des nouveaux développements et résultats
Yannick Caulier- Intercontrôle / Co-auteur : Stéphane Bourgois, Matthieu Taglione, Axelle Elrikh – Framatome Intercontrôle, Jérôme Delemontez – EDF DTG
La camera photothermique active (CPA) est capable de révéler des indications notoires dans des infrastructures critiques. Ses sensibilités sont similaires au ressuage (PT) et à la magnétoscopie (MT). La technologie a été validée dans les années 90 après un plan de développement intensif. Les investigations ont démontré que la CPA est très bien adaptée aux applications nucléaires, mais aussi, grâce à sa mobilité et à sa transportabilité, à des inspections sur d’autres sites industriels. D’autres validations et essais ont été effectués depuis les années 2000 pour différentes applications industrielles : les combustibles nucléaires pour CERCA, les plaques de partition pour EDF, les échangeurs thermiques PHENIX pour Novatome… L’inspection des roues Pelton pour la branche hydraulique d’EDF est une des nombreuses applications. L’objectif d’EdF a été d’augmenter la durée de vie de ces roues en leur appliquant un revêtement HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) anti-usure sur les zones les plus sollicitées. Des essais paramétriques sur base et sur site ont démontré que la CPA est capable de détecter des endommagements critiques ainsi que des décollements de revêtement, alors que la magnétoscopie n’est plus assez sensible pour révéler ce type d’anomalie sous des revêtements HVOF. Framatome et ses partenaires (Edevis, Thermoconcept) travaillent actuellement sur le développement d’une nouvelle version du système CPA. L’objectif est d’améliorer différents points techniques, tels que la stabilité de la calibration, la robustesse de la mécanique et l’ergonomie du logiciel. Ces nouveaux développements ont aussi permis de réaliser de nouvelles études sur des cales de référence afin de développer le procédé de thermographie active pour d’autres applications telle que la détection de fissurations dans des tubes. Ces essais ont aussi permis d’approfondir la démonstration de performance du procédé sur la base d’une étude paramétrique plus détaillée. L’objectif à terme est de proposer un produit industriel basé sur le principe de la CPA : un flux de chaleur généré localement sur la peau de la pièce par une ligne laser de forte puissance.

12:00 JE.2.B.5
Simulations paramétriques du contrôle de thermographie par induction. Application à la détection et caractérisation des fissures
Olivier Ghibaudo – Safran Tech / Co -auteur : Fabrice Foucher, Anouar Kalai – Extende
Durant les dernières années, la technique de thermographie par induction a été identifiée comme une méthode de détection et de caractérisation des fissures débouchantes sur les métaux. Les pièces à analyser sont chauffées par une courte impulsion électromagnétique, et la caméra infrarouge enregistre le comportement transitoire du champ de température en surface, pendant et après l’impulsion. Dans ce travail, des simulations 3D sous le logiciel FLUX3D©, sont menées pour investiguer comment le contraste thermique dépend des paramètres d’excitation tels que la fréquence du champ magnétique, la durée de chauffe, les paramètres du matériau, les longueurs et profondeurs des fissures. Pour comparer les simulations avec les résultats expérimentaux, un modèle d’inducteur réaliste est simulé avec un noyau en forme de U surmonté d’un bobinage en cuivre. Les deux tôles à inspecter sont massivement utilisées dans l’aéronautique : le premier est paramagnétique (super alliage base Nickel INCONEL 718), le second est ferromagnétique (acier bas carbone 16NCD13) ce qui implique des profondeurs de peau très différentes. Les simulations prennent en compte la non-linéarité de la perméabilité magnétique, ce qui permet de calculer l’impédance totale de l’inducteur. Pour une excitation à courant imposé dans l’inducteur, ceci permet de normaliser les observations par rapport à la puissance active et réactive consommée par l’inducteur. A partir de la distribution de température à chaque pas de temps, l’analyse du contraste thermique différentiel entre une situation avec défaut et une situation sans défaut, permet de quantifier la détectabilité du défaut en fonction des variations paramétriques introduites. Les extractions thermiques déterminent les paramètres d’excitation optimaux (fréquence du courant d’excitation, durée de chauffage) qui maximisent le contraste thermique. D’autre part, l’analyse permet de définir une méthodologie de dimensionnement des défauts en fonction de leur longueur et de leur profondeur. Le contraste optimal calculé à partir de la transformée de Fourier (PPT) fournit des informations pertinentes mais sensiblement dépendantes aux paramètres d’excitation et des paramètres géométriques des défauts. Dans le papier final, deux méthodes d’analyse seront comparées : la PPT et la décomposition en ondelette.

JE2CCaractérisation de matériaux IIPalais des Congrès

10:40 JE.2.C.1
Mesure d’épaisseur de revêtement par méthode non destructive ultrasonore
Benoit Dupont – Cetim / Co-auteur : Hélène Petitpre, Fan Zhang, Naïm Samet – Cetim
En fabrication ou en service, il est souvent nécessaire de mesurer l’épaisseur des revêtements pour s’assurer de leur conformité. La mesure d’épaisseur de revêtements métalliques sur substrat non ferromagnétique n’est pas réalisable de manière non destructive par les méthodes usuelles telle que les Courants de Foucault. Le CETIM a donc mis au point et breveté une méthode de mesure par ultrasons de ces types de revêtements. La méthode proposée ne dépend pas des propriétés électromagnétiques des matériaux et repose sur une analyse en fréquence des signaux ultrasonores réfléchis dans la couche de revêtement. L’épaisseur de revêtement est déterminée à partir des valeurs des fréquences de résonances et de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans ce revêtement (déterminée par étalonnage). Cette méthode s’applique par exemple aux revêtements de Carbure de Tungstène sur Titane couramment rencontrés dans le secteur Aéronautique. D’autres couples revêtement/substrat peuvent être considérés. Les mesures sont possibles sur pièces planes ou courbes, généralement rectifiées. On décrira la méthode employée et les résultats obtenus sur différents cas.

11:00 JE.2.C.2
Magnetism for creep inspection
Benjamin Ducharne – INSA Lyon / Co-auteur : Gael Sebald – Elytmax, Tetsuya Uchimoto – Tohoku University
Under working conditions (pressure, temperature) steel materials undergo mechanical creep degradation which leads to microstructural changes. These microstructural changes if not monitored on time, can lead to some serious fatal accidents such as in power production, transportation… These microstructural changes can be controlled though images technique such as Scanning electron microscopy (SEM), Electron backscatter diffraction (EBSD) etc… However, these techniques involve specific shapes samples which means to destroy the integrity of the sample. Such experimental situations are clearly not under the scope of Non-Destructive Testing (NDT). Creep phenomenon is an important feature to assess in extreme condition applications, although the correlations with microstructure and magnetic behaviour remain unclear. Conventional Eddy current testing has been extensively used for the ferromagnetic materials characterization but when it comes to creep damage detection, it becomes difficult to distinguish between the changes caused by the actual creep damage and from the signals generated by other sources like, cracks, surface roughness, hardness etc. In this work, creep test samples are investigated using magnetic-based inspection techniques. Magnetic parameters based on the results are then evaluated in comparison to the microstructure. Simulation are proposed as well, to numerically reproduce the experimental situation. Suitable simulation parameters are then shortlisted according to the application technique. The physical meaning of these parameters is studied and eventually fine analysis leads to the most sensitive parameters and indicators.

11:20 JE.2.C.3
Imagerie 3D de matériaux ferromagnétiques à base de capteurs magnétorésistifs
Natalia Sergeeva-Chollet – CEA List/ Co-auteur : Skarlatos Anastasios – CEA List, Aurélie Solignac, Myriam Pannetier-Lecoeur, Claude Fermon – SPEC – CEA Saclay – CNRS UMR3680
L’étude des propriétés magnétiques de matériaux magnétiques est importante pour différentes applications notamment pour la caractérisation des aciers. En effet, les propriétés magnétiques et mécaniques et ces matériaux sont corrélées via la microstructure du matériau. Parmi les techniques de caractérisation, l’imagerie magnétique est une technique prometteuse grâce à sa sensibilité à la fraction ferritique. Un imageur magnétique composé d’une sonde 3D, mesurant les 3 composantes du champ magnétique émis par la surface du matériau et à base de capteurs magnétorésistifs a été développé dans nos laboratoires. Les capteurs à magnétorésistance géante (GMR) sont des capteurs de champ présentant une détection du champ magnétique de l’ordre du nT/√Hz. Ces capteurs permettent d’obtenir une résolution spatiale micronique et possèdent une très large dynamique fréquentielle. La sonde développée est composée de quatre capteurs GMRs positionnés sur un support mécanique pyramidal permettant ainsi de reconstruire les trois composantes du champ local. Pour optimiser la technique de mesures et pour mieux comprendre la distribution du champ magnétique dans l’échantillon, une méthode de simulation a été développée en parallèle du développement de la sonde. Le champ magnétique est calculé en prenant en compte la géométrie de la sonde. Une méthode hybride numérique/analytique a été développée en combinant la technique de l’intégration finie (FIT) et propagateur analytique. Les résultats expérimentaux sur des échantillons de référence et les simulations ont été comparés.

11:40 JE.2.C.4
Etude et analyse de la structure des soudures anisotropes et matériaux hétérogènes par ultrasons : approche expérimentale
Julien Fortineau – Omexom ndt / Co-auteur : Samir Bakhti, René Mathieu, Jimmy Ponton, Jérémy Marquis – Omexom NDT
Cet article présente le retour d’expérience d’une application de contrôle des assemblages de matériaux austéno-ferritiques moulés par ultrasons multivoies. Les assemblages contrôlés sont constitués d’une soudure multi-passes de forte épaisseur avec un métal de base ayant une structure polycristalline à gros grains. La nature du composant contrôlé (fortement anisotrope et hétérogène) est susceptible de dégrader les performances du procédé de contrôle par des phénomènes physiques qui perturbent les faisceaux ultrasonores (déviation et division des faisceaux ultrasonore, variation de la perméabilité acoustique, …). Une analyse approfondie des résultats obtenus lors des contrôles de ce type de composant par ultrasons permet de constater une disparité acoustique relevée sur la mesure de certains paramètres matériau. Les mesures mettent en évidence des écarts dus principalement à la structure et à la géométrie du composant qui rendent difficile la revendication de performance. Les résultats, exploités dans deux directions de propagation (normale et oblique), permettent de dresser un bilan quantitatif grâce à des études statistiques (valeurs minimales, maximales, médianes et écarts types) menées sur les paramètres suivants: Amplitude : ce paramètre permet d’observer la variation de perméabilité relative du composant ; Le temps de vol : ce paramètre permet l’étude de la vitesse de propagation en fonction des directions. Il est aussi possible de présenter les résultats en exploitant l’épaisseur apparente mesurée dans les deux directions ; Bruit de structure : ce paramètre permet d’observer la multidiffusion de l’onde ultrasonore qui empêche une interprétation aisée des résultats ; Positions axiales des amplitudes maximales : la variation relative de ce paramètre renseigne sur l’éventuelle déviation des faisceaux ultrasonores. Omexom NDT utilise l’analyse de ce retour d’expérience pour : Intégrer les paramètres matériaux dans l’établissement des performances du procédé à la fois pour la détection et la couverture de zone d’intérêt ; Constituer des critères sur les résultats exploités pour la classification acoustique des composants à contrôler.

SHM@COFREND3ème Journée Annuelle sur le SHMPalais des Congrès

10h40 Conférencier invité : Développement d’un système SHM chez Airbus Group
N.Dominguez / A.Rautureau

11h00 – JE2D2
Suivi du comportement structurel de la Villa Méditerranée à l’aide d’un système de monitoring
Thomas Mauroux – Sites
Construite par la région Provence Alpes Côte d’Azur, et inaugurée en 2013, la Villa Méditerranée est un bâtiment emblématique de Marseille. Ce bâtiment, situé sur l’esplanade J4, était initialement destiné à accueillir des expositions et des conférences. L’architecte Stephano BOERI a conçu une forme en C dont la partie inférieure est immergée sous un bassin, tandis que la partie supérieure est un porte-à-faux métallique de 40 m. À une hauteur de 19 m, cette structure métallique a nécessité la réalisation d’appuis maintenus dans le substratum à l’aide de tirants précontraints.
A la demande du gestionnaire, une surveillance structurelle a été mise en œuvre sur ce bâtiment afin de suivre l’évolution de certains paramètres physiques permettant de contrôler son comportement sur le long terme. Un système de monitoring a ainsi été envisagé pour permettre le suivi de:
– la tension résiduelle des tirants d’ancrage,
– le basculement de la structure,
– les accélérations en bout de porte-à-faux (critère de confort),
– les paramètres environnementaux (direction et force du vent, température, pluviométrie).
Certains capteurs ont été installés dès la phase de construction. D’autres, tels que les accéléromètres, les clinomètres ou les sondes de température, ont été installés par SITES en 2015. L’ensemble des capteurs (une cinquantaine de voies de mesures) est relié à un système d’acquisition permettant la sauvegarde programmée des mesures ou le déclenchement de la sauvegarde suite à un événement. L’ensemble des données sont automatiquement télétransmises vers notre solution de monitoring SIMON-E permettant de les traiter et de les mettre en valeur via une interface web sécurisée. Une analyse des données d’instrumentation est réalisée suivant une fréquence annuelle. Cette analyse nécessite le filtrage des effets de la température sur les mesures. Dans le cadre de cette étude, nous procédons notamment à un suivi de l’évolution des modes propres du porte-à-faux.

11h20 – JE2D3
SIDCOF – Inspection et surveillance des conduites forcées
Fan Zhang – Cetim et Co-auteurs : Johann Catty, Olivier Duverger, Abdelkrim Saidoun, Cédric Torralba – Cetim
Le projet SIDCOF (Système Innovant de Diagnostic de conduites Forcées), mené dans le cadre du FUI 22, se propose de développer des méthodes et outils CND novateurs en trois lots permettant :
– Le suivi in situ des conduites forcées
– Une inspection robotisée de l’intérieur des conduites pour s’affranchir d’interventions humaines en milieu complexe :
– Une plateforme logicielle pour traiter les données et aider à la prise de décision de l’exploitant
La présentation va se focaliser sur le 1e lot. Les travaux ont permis le développement des réseaux de capteurs installés à demeure directement sur la conduite pour un monitoring des installations et un suivi en temps réel des dégradations provoquées par les chutes de pierres, les glissements de terrain ainsi que les fuites d’eau. Deux systèmes dédiés ont été développés et validés en condition réelle d’exploitation.
Le premier est basé sur un réseau des extensomètres autonome connectés dont chaque module fonctionne sans fil et autonome en énergie. Il est capable de suivre les déformations des conduites dans des zones à risque à la suite des glissements de terrain. Cet outil simplifie à l’extrême la mise en œuvre des capteurs et achemine automatiquement les données produites par ces capteurs vers le cloud. Un produit totalement IIOT.
Le second utilise un réseau de capteurs d’émission acoustique permettant de détecter et localiser (avec une précision de l’ordre de quelques mètres) en temps réel les chutes de pierres, et l’apparition des fuites sur la conduite. L’outil développé est un système dédié multivoies à l’électronique et au traitement embarqués. Le transfert des données traitées vers le cloud client est réalisé automatiquement via le réseau 4G.
Le projet SIDCOF est porté par SETEC avec comme partenaires CETIM, SOREA, ETE et Sub C Marine, financé par BPI France, TENERRDIS, INDURA, Région Occitanie, Région Auvergne Rhône Alpes

11h40 – JE2D4
Suivi permanent des ouvrages d’art : un cas pratique
François-Baptiste Cartiaux – Osmos Group
L’état de l’art des moyens de télétransmission et de gestion des données permet désormais d’envisager le suivi permanent avec prise de mesure en continu comme un complément aux inspections et auscultations régulières des structures de génie civil, même pour des ouvrages qui ne présentent pas de désordres critiques.
Ainsi, le suivi permanent des ouvrages d’art peut-il être envisagé en dehors du cadre de la haute surveillance, afin d’apporter aux gestionnaires d’infrastructures des informations complémentaires à celles issues des inspections et des auscultations. En effet un suivi en continu permet d’établir précisément la réponse des structures aux charges qui les sollicitent, là où l’auscultation permet de décrire leur état à un instant donné.
Un exemple pratique est décrit sur le cas d’un ouvrage de franchissement d’autoroute à tablier mixte, pour lequel on présente les résultats de près de deux années de suivi en continu. Le suivi est réalisé par un système intégré incluant des capteurs d’accélération et de déformation de type corde optique, opérationnel en permanence avec une transmission et une restitution en temps réel des données sur une interface disponible sur internet.
Différentes méthodes d’analyse sont appliquées automatiquement à ces données afin de déduire des informations synthétiques utiles pour la gestion de l’ouvrage. Parmi ces informations, on présente l’estimation en temps réel du poids et de la configuration des véhicules qui empruntent le pont (pesage en marche par pont instrumenté), la vérification des caractéristiques dynamiques du tablier au moyen d’une identification de système, ainsi qu’une analyse de la durée de vie résiduelle de la structure en acier suivant des critères de résistance à la fatigue. Enfin, le système de suivi en continu a permis de quantifier précisément l’effet de travaux de renforcement en termes de modification de la réponse du tablier aux charges de circulation.

12h00 – JE2D5
Surveillance de la corrosion sur structures béton armé, au service de l’optimisation de la maintenance, par nouvelle technique Captae-Diamond
Mansour Lassoued – Setec Lerm
La corrosion des structures en béton armé est responsable de pertes financières considérables. Il existe plusieurs méthodes de détection de la corrosion : la mesure de la résistivité du béton, le potentiel de demi-cellule (HCP) ou la résistance de polarisation linéaire (LPR). Le projet co-construit DIAMOND a permis de développer une nouvelle méthodologie permettant de mesurer ces trois paramètres physiques en utilisant une méthode galvano-statique. Une nouvelle approche et une nouvelle sonde, plus simple par rapport aux dispositifs commerciaux habituellement utilisés, ont été développés. Des travaux récents ont révélé que le sommet de la barre d’acier est le point le plus polarisé (POI). La résistivité du revêtement béton est mesurée en utilisant la réponse instantanée de la polarisation du ferraillage. L’état de corrosion de la structure en béton armé peut ainsi être contrôlée avec plus de précision.
Ces travaux intègrent cette nouvelle sonde de surveillance de la corrosion à la solution Captae® (mini-station multi-capteurs, connectée, sécurisée avec alarmes) pour enregistrer les données à long terme et ainsi améliorer la compréhension de l’évolution de la corrosion.
La tour Perret, monument en béton armé classé au titre des MH, édifiée à Grenoble en 1924, sera prochainement l’objet d’une opération de restauration. Des études diagnostiques relatives à l’état de corrosion de la structure ont été menées par le LERM. Des prélèvements de béton par carottage ainsi que des auscultations par radar (END) de l’enrobage des armatures ont été effectués. Les analyses en laboratoire ont permis de déterminer le type et l’état du béton, et les mesures de potentiel et vitesse de corrosion de révéler le potentiel de corrosion des armatures, en relation avec les indicateurs physico-chimiques.
Or ces mesures classiquement effectuées lors d’une étude de la corrosion renseignent des valeurs à un instant T avec un environnement précis (température, humidité, état du béton…). Les résultats ne sont donc pas forcément les mêmes selon la période d’étude (pluie, brouillard, rosée du matin…).
Afin de préconiser des solutions de réparation adaptées et pérennes, le Lerm, le cabinet Sud/Sud-est architecture (Botton) et la ville de Grenoble appuyée par le comité scientifique monté spécifiquement pour cette mission emblématique (dont le LRMH) , ont souhaité étudier l’activité en temps réel de la corrosion sur la durée (1 année minimum). En effet, il est essentiel de confirmer que les zones trouvées sans activité de corrosion le sont à tout moment de l’année, car les méthodes de réparations appliquées seront directement fonction de cet état de corrosion et de son activité.

12:20
DEJEUNERLUNCHHall Exposition
13:50
PLENIERE SCIENTIFIQUEImagerie et suivi temporel de la croute terrestre à partir du bruit ambiant - Michel Campillo, Professeur à l’Université Grenoble-Alpes Auditorium Palais des Congrès

13h50 – Plénière scientifique
Imagerie et suivi temporel de la croute terrestre à partir du bruit ambiant
Michel Campillo, Professeur à l’Université Grenoble-Alpes
Le développement des réseaux sismologiques donne accès à de grands masses d’enregistrements continus du bruit ambiant.  A partir de tels enregistrements il est possible de construire un sismogramme virtuel identique à celui qui serait produit par une source activée à une station et enregistrée à l’autre. L’application de ce principe permet de réaliser l’imagerie de la croute avec des techniques de tomographie d’ondes de surface ou de réflexion d’ondes de volume. Au-delà de l’imagerie, l’approche passive permet le suivi temporel des propriétés mécaniques via les vitesses sismiques et le pouvoir de diffraction local.  Il est possible de suivre des changements relatifs des vitesses de l’ordre de quelques 10-5. Une application à l’échelle régionale au Japon permet de révéler différents forçages (externes et internes) et différents processus physiques responsables des changements en profondeur.

14:50
JE3AContrôle Soudures par TOFD et Multiéléments IIPalais des Congrès

14:50 JE.3.A.1
Application des techniques FMC-PWI/TFM au contrôle des soudures
Célia Chevallier – Onet Technologies / Co-auteur : Weina Ke – Onet Technologies, Alexandre Bleuze- Framatome Intercontrôle, Laurent Le Ber, Olivier Roy – Eddyfi Technologies
La technique d’imagerie dite TFM (Total Focusing Method) est à présent disponible sur des équipements de contrôle par ultrasons multiéléments avec les performances requises pour être déployée de manière industrielle. Ces équipements apportent un nouveau mode d’imagerie dans des configurations de contrôle de plus en plus variées. Ainsi, le nombre d’applications validées avec cette technique augmente régulièrement. Les avantages de la technique TFM en termes de résolution et de sensibilité sous différentes orientations ont déjà été démontrées sur des applications de type contrôle de la corrosion et HTHA/HIC (endommagements liés à la présence d’hydrogène des aciers carbone). Ces avantages permettent d’améliorer la résolution des images facilitant ainsi leur interprétation pour la détection et la caractérisation des défauts. Dans cet article, nous aborderons l’application de la technique d’imagerie UT au contrôle des soudures aujourd’hui encore réalisée principalement avec des techniques UT PA (Phased Array) de type balayage sectoriel. Les méthodes UT PA applicables sont définies en fonction de la configuration des soudures à contrôler, notamment la géométrie du chanfrein, l’épaisseur de la pièce, le type de défauts recherchés ainsi que sa position et orientation. Dans cet article, nous comparerons les résultats expérimentaux obtenus sur défauts réels avec les techniques UT PA adaptées et les modes TFM applicables, avec les mêmes traducteurs. Nous discuterons des avantages et inconvénients présentés par l’imagerie TFM en termes de détection et d’interprétation des indications relevées. A côté des résultats du contrôle, nous discuterons des aspects pratiques apportés par la mise en œuvre des techniques TFM et les gains de temps obtenus pour les différentes phases du contrôle, toujours en comparaison avec les méthodes UT PA. Egalement, une liste de paramètres influents a été identifiée lors des travaux réalisés qui permettra à terme de préparer les dossiers de qualification pour l’application des méthodes TFM sur le contrôle soudure. En parallèle à ces développements de techniques et applications, les groupes de travail ASME et IIW élaborent actuellement des normes afin de qualifier ces nouvelles méthodes pour une application industrielle. Les applications présentées ont été réalisées avec des instruments UT robustes dans des conditions opérationnelles, afin de souligner la disponibilité immédiate de ces techniques qui se trouvent en accord avec le projet de norme en construction ISO-DIS 23864.

15:10 JE.3.A.2
Techniques CND innovantes pour détecter et caractériser l’endommagement par hydrogène à chaud
Serge Demonte – Institut de Soudure Industrie / Co-auteur : Charles Le Nevé, Sophie Loyan – Total RC, Léonard Le Jeune, Steve Mahaut – CEA, Daniel Chauveau – Institut de Soudure Industrie
[HTHA- Attaque par hydrogène à chaud] Développement et retour d’expérience de la mise en œuvre de techniques ultrasonores avancées. Dans l’industrie pétrolière, l’hydrogène est utilisé dans de nombreuses exploitations. Au-delà de certains seuils de température et la pression, il peut endommager les matériaux. Cet endommagement est appelé « Attaque par Hydrogène à Chaud (HTHA), et est un mécanisme de dégradation dépendant du temps qui peut affecter l’intégrité des aciers utilisés pour des appareils à pression opérant à des températures supérieures à 200°c. L’HTHA a été responsable d’accidents majeurs dans l’industrie pétrolière. Le guide API RP 941 propose des recommandations pour la sélection d’aciers, et indique leur susceptibilité à ce type d’endommagement, en relation avec les paramètres de température et de pression partielle d’hydrogène (ppH2) au travers des courbes de Nelson. Dans la dernière édition, 4 niveaux d’endommagement pour le métal de base et pour les soudures sont décrits. Dans le passé, seul le niveau III était considéré comme détectable par l’utilisation combinée de différentes techniques ultrasonores, qui furent connues sous le nom « d’AUBT » – Advanced Ultrasonic Backscatter Technique ». Néanmoins, la capacité de détection était limitée à des tailles de défauts de 500 à 1000µm, soit des tailles de petites fissures. De ce fait, il n’était pas possible de déceler un niveau d’endommagement précoce dont les tailles des réflecteurs associés sont similaires à celles des grains du matériau (50µm environ). Depuis plusieurs années, les performances des examens non destructifs ont évolué rapidement, et il est possible d’utiliser des techniques avancées éprouvées combinées à de nouvelles techniques, telles que : 1- La technique Time Of Flight Diffraction (TOFD); 2- Les ultrasons multiéléments avec formation de faisceaux – Phased Array Ultrasonic Techniques (PAUT); 3- Les ultrasons multiéléments sans formation de faisceaux – Total Focusing Method-Full Matrix Capture (TFM-FMC). L’article décrit l’emploi de ces techniques et les résultats obtenus en laboratoire par Total et Institut de Soudure Industrie, sur des échantillons comportant divers niveaux d’endommagements. Ces techniques sont utilisées sur les sites Total pour les plans d’inspection HTHA, et un retour d’expérience sera également évoqué. Une description générale de la technique TFM-FMC, fournit par le CEA qui participe au développement sur l’HTHA, est également incluse dans cet article.

15:30 JE.3.A.3
Contrôle TOFD de soudures à structure grossière
Patrick Louviot – Patrick Louviot Ndt/ Co-auteur : Stéphane Rouyer – Apave Noumea (Nouvelle Caledonie)
Pour la construction d’un bac de stockage d’acide sulfurique pure en acier faiblement allié, il a été décidé de réaliser les contrôles de compacité en TOFD et éviter ainsi les contrôles radiographiques sur chantier. Le bac de grandes dimensions (diamètre 32 mètres, hauteur 16 mètres, épaisseur en partie basse de 35 mm et en partie haute de 11 mm) est composé de tôles mises en forme et assemblées virole par virole. Les soudures longitudinales ont été réalisées en automatique multi-têtes en fil fourré sous gaz. Une soudure longitudinale de 2 mètres environ, de 35 mm d’épaisseur est réalisée en une seule passe en 45 minutes environ. Cette technique de soudage génère une structure à grains grossiers qui gênent l’interprétation. Les dispositifs TOFD ont été adaptés en fonction de l’évolution de l’épaisseur de la virole selon sa position en hauteur. Les zones grises dues à la technique TOFD (surface et fond) ont été dédouanées par un contrôle magnétoscopique. Les soudures circulaires ont été réalisées en soudage manuel dont la structure est moins grossière. Un comparatif de cartographies obtenues sur les différentes épaisseurs des soudures longitudinales et circulaires sera présenté et complété par des explications sur les difficultés d’interprétation et comment celles-ci ont été traitées. 

15:50 JE.3.A.4
Déclinaison des techniques TFM pour optimiser le contrôle des soudures
Guillaume Neau – Eddyfi Technologies / Co-auteur : Olivier Roy – Eddyfi Technologies
De nombreux équipementiers proposent désormais les techniques d’imagerie FMC/TFM sur leurs instruments PAUT les plus avancés. L’imagerie TFM est en effet de plus en plus reconnue dans le domaine des essais non destructifs pour ses qualités: des images réalistes sur une région étendue avec une résolution optimisée, facilitant l’analyse et l’interprétation des résultats. Ces techniques permettent aussi une mise en œuvre simplifiée des configurations de contrôle pour un travail d’inspection plus rapide et plus sûr. L’élaboration de normes est en cours dans les groupes de travail ASME et IIW afin de qualifier ces techniques, et le nombre d’applications réussies dans différents domaines industriels augmente régulièrement. Malgré ces qualités, l’imagerie TFM doit toujours respecter la physique des ultrasons pour produire les images pertinentes. Cet article présentera plusieurs applications d’inspection de soudures dans lesquelles l’imagerie TFM peut être appliquée de manière avantageuse devant les techniques PAUT, en utilisant le transducteur et l’option appropriés pour l’application des techniques TFM. Par exemple, les transducteurs TRL peuvent améliorer la détection des défauts dans les matériaux complexes, à la profondeur choisie. La combinaison de ces transducteurs avec la méthode TFM produit une imagerie de haute qualité en cumulant tous les avantages. En cas de matériel atténuant, l’imagerie TFM peut être améliorée en utilisant un mode d’excitation différent, comme le mode PWI, pour augmenter la sensibilité et la capacité de détection. Plusieurs applications sont présentées pour illustrer les capacités étendues des techniques TFM pour l’inspection des soudures. Ces résultats ont été obtenus avec un instrument de terrain portable capable d’appliquer les techniques PAUT classiques et les différentes options des techniques TFM pour des traducteurs ayant jusqu’à 128 éléments.

16:10 JE.3.A.5
Impact sur les normes en vigueur de la détection des défauts volumiques par la technique UT TOFD dans les soudures de forte épaisseur
Jean-Marc Crauland – Framatome/ Co-auteur :Amélie Burteau – Framatome Usine de Saint Marcel
FRAMATOME / CM (usine de Chalon – St Marcel) met en œuvre des UT avancés (automatisation des techniques multiéléments, pulse écho et TOFD) lors des contrôles de fin de fabrication de soudures ferritiques de fortes épaisseurs des gros composants des centrales REP et EPRTM La technique TOFD, conventionnel et multiéléments, fait partie des techniques mises en œuvre au titre des UT avancés (Adv UT). Le but de ces examens est de détecter les défauts inacceptables de type plan (lisses ou rugueux) ou de type volumique (inclusions allongées ou encore nids de soufflures), dans tout le volume de la soudure et de la ZAT. Pour de telles épaisseurs de soudures réalisées en automatique procédé fil/flux (jusqu’à 180 mm pour les soudures circulaires de générateur de vapeur et 250mm pour la cuve de réacteur), plusieurs dispositifs TOFD (conventionnel et multiéléments) sont implémentés. Les réglages et choix des couvertures de zones ont été définis par simulation et confirmés sur maquettes dédiées pour garantir une sensibilité de détection identique sur toute l’épaisseur de la soudure. Les résultats obtenus lors des contrôles des soudures ferritiques, réalisées avec le procédé automatique fil/flux (1) et le procédé électrode enrobées (2), mettent en évidence une sensibilité de détection de la technique TOFD supérieure aux techniques conventionnelles (UT Manuel + Radiographie). Les critères d’analyse des enregistrements TOFD, tels que retenus au titre du dossier d’équivalence, conduit à noter : 1) Soudure automatique fil/flux : – des indications à caractère volumique de longueur inacceptable vis-à-vis des critères d’acceptation alors que, non prise en considération lors de l’examen en pulse écho du fait de la faible amplitude (<-12dB), et également non détectable lors du contrôle radiographique. 2) Soudure à l’électrode enrobée : – des Images TOFD Particulières (ITP) non normalisées et non significatives de défauts mais non caractérisées à ce jour dans les normes. Pour les deux problématiques, des études sur maquette représentative ont été réalisées avec pour objectif de définir : – un seuil de notation pour la technique TOFD en lien avec la réflectivité des indications ; – La classification des Images TOFD Particulières liées des variations de structure sans lien avec des défauts technologiques de soudage. Cette présentation montre présente les résultats des essais effectués et les propositions d’évolution des normes TOFD pour fiabiliser et normaliser l’analyse avec un seuil de notation et une classification des Images TOFD Particulières pour éviter les réparations non « avérées » et potentiellement mécaniquement nocives.

JE3BCourants de Foucault II & MagnétismePalais des Congrès

14:50 JE.3.B.1
Optimisation de la sonde CFP pour l’inspection de tubes ferromagnétiques
Roberto Miorelli – CEA List / Co-auteur : Natalia Sergeeva-Chollet, Christophe Reboud – CEA List, Chiara Zorni – EDF, Direction Industrielle
Les réchauffeurs haute pression sont soumis à un phénomène de corrosion-érosion qui provoque des pertes d’épaisseur en paroi interne sur toute leur longueur mais plus particulièrement à l’entrée de ces tubes. Cette communication présente le travail collaboratif entre CEA LIST et EDF sur le développement et optimisation de la sonde pour le contrôle de ces tubes ferromagnétiques par courants de Foucault pulsés. L’objectif de l’optimisation est l’augmentation de la détectivité de pertes d’épaisseur (représentées par les gorges et méplats) dues à corrosion de tube. Les simulations des signaux CFP correspondant aux gorges extérieures ont été réalisées dans CIVA. Le modèle 2D basé sur intégration finie (FIT) a été utilisé. La base de donnée de résultats de simulations incluant la variation d’un grand nombre de paramètres influents a été créée. Il a été démontré que le paramètre le plus influent pour cette application est la perméabilité de tubes. Le prototype de la sonde a été réalisé en se basant sur les résultats de cette étude. L’évaluation de performances de cette sonde en termes de détection de manque d’épaisseur en prenant en compte les paramètres influents est réalisée  expérimentalement et par simulations.

15:10 JE.3.B.2
Courants de Foucault multiéléments pour le contrôle non destructif des pièces de turbomoteurs
Emmanuel Siryabe – Safran Helicopter Engines /Co-auteur : Matilde Labourdette, Benoit Toulet, Etienne Juliac – Safran Helicopter Engines
L’augmentation des exigences en termes de taille, profondeur de défauts, ainsi que la nature des matériaux et la géométrie des articles fait que les méthodes classiques de contrôle non destructif par courants de Foucault ne permettent pas de les satisfaire totalement. L’étude présentée dans ce papier est une investigation préliminaire sur l’utilisation d’un système de contrôle par courants de Foucault multiéléments avec sonde souple pour la détection de défauts types couramment rencontrés dans la surveillance des pièces de turbomoteurs. Une campagne de simulations des différentes configurations expérimentales est menée via le logiciel CIVA et les résultats sont comparés aux mesures multiéléments ainsi qu’à celles obtenues via un système classique robotisé utilisant des sondes conventionnelles.

15:30 JE.3.B.3
Modélisation des usures sous barres antivibratoires dans les tubes cintrés pour l’inspection par courants de Foucault des tubes de générateurs de vapeur
Edouard Demaldent – CEA List /Co-auteur : Audrey Vigneron – CEA List, Thierry Sollier, Jean-Marc Decitre – IRSN
Les barres antivibratoires (BAV) situées de part et d’autres des tubes de générateur de vapeur au niveau du cintre ont pour rôle de limiter l’amplitude des vibrations du tube. Les contacts entre BAV et tubes induisent des usures qui se traduisent par un amincissement au niveau de la paroi externe du tube, périodiquement contrôlé par un procédé courants de Foucault (CF). Cette étude, menée conjointement par le CEA LIST et l’IRSN, a pour objectif de simuler le signal CF correspondant à ce type d’usure en présence de deux BAV. Dans ce cadre, de nouveaux outils géométriques avancés, prenant notamment en compte le mouvement vibratoire d’un objet externe au tube, ont été développés afin d’alimenter le modèle développé au CEA LIST. Ce modèle numérique 3D a été validé expérimentalement en laboratoire sur des configurations représentatives du cas d’application industriel. Les résultats obtenus montrent que l’outil de simulation développé permet de reproduire fidèlement les contributions du défaut et des BAV au signal CF mesuré expérimentalement. L’évaluation par CF des usures sous BAV dans les cintres est généralement basée sur l’analyse en amplitude et/ou en phase des signaux de la sonde axiale. Les outils de modélisation développés permettent de simuler l’influence de divers paramètres géométriques sur les caractéristiques du signal CF, comme la position de la BAV par rapport au tube. Une étude paramétrique a montré que ce paramètre a une forte influence sur le signal. Ainsi des usures de profondeurs différentes peuvent avoir la même amplitude pour des positions de BAV différentes de chaque côté du cintre. 

15:50 JE.3.B.4
Solution alternative à la magnétoscopie classique
Alexandre Paon – Framatome Intercontrôle
Dans un contexte réglementaire qui nécessite de limiter les contrôleurs à l’exposition aux champs magnétiques ou au produits chimiques, Intercontrôle a développé une solution de magnétoscopie numérique. Cette solution, qui met en œuvre des capteurs magnétiques sensibles, a permis de mettre au point un dispositif de magnétoscopie numérique qui supprime l’utilisation de poudre magnétique et qui permet de réduire l’intensité des champs utilisés en comparaison avec les systèmes de magnétoscopie conventionnel. De plus, la réduction du poids et des dimensions du dispositif facilite les conditions d’intervention des contrôleurs. L’utilisation de capteurs magnétiques, qui supprime l’utilisation de produits magnétiques, facilite aussi le contrôle en “plafond”. Le présent article décrit la démarche de développement, présente des résultats obtenus sur des maquettes présentant différents types de défauts et expose les gains opérationnels envisagés. En effet, cette solution numérique permet d’améliorer la traçabilité des résultats, permet de réaliser les analyses en déporté ou d’appliquer des algorithmes d’analyse automatique. Le développement de cette nouvelle solution est fait en choisissant de comparer les résultats sur des maquettes en acier non alliés ou faiblement alliés qui ont déjà été contrôlée en magnétoscopie conventionnelle. Ces maquettes présentent des défauts débouchants et sous-jacent, d’une longueur variant de 3 mm à 20 mm, avec un ligament pouvant aller jusqu’à 1 mm. Les premiers essais ont permis de détecter ces entailles avec un Rapport Signal sur Bruit (RSB) largement supérieur à 2. La possibilité de réaliser un traitement du signal sur les signaux « bruts » augmente encore ce RSB. Les avantages opérationnels de la « numérisation » de cette technique, seraient : 1- Encombrement ; 2-  Capacité de détection de défaut équivalente à la Magnétoscopie; 3- Détection de défauts remplis d’oxydes, impossible en ressuage ou; en 4- Sauvegarde des signaux, analyse déportée. Automatisation du procédé. 5- Estimation de la profondeur des défauts possible, ainsi que le positionnement et le dimensionnement. 6- Contrôle des défauts dans de l’acier ferromagnétique avec un revêtement non magnétique. 7- Fonctionnement sans liqueur magnétique. Possibilité de contrôler en « plafond ». 8- Réduction de l’intensité du champ magnétique. Résolution de problématique de santé au travail. 9- Réduction des coûts d’une inspection ; 10- diminution de la quantité des effluents polluants (liqueur magnétique, nettoyant), ce qui rentre en compte dans le règlement REACH; 11- Application des algorithmes d’analyse automatiques

16:10 JE.3.B.5
Estimation de profil vertical de colmatage des générateurs de vapeur par courants de Foucault
Loic Vaillance – EDF R&D /Co-auteur : Nicolas Paul – EDF R&D, Sara Cordeiro – EDF DIPNN/DI, Matthieu Wintergerst – EDF DPN/UNIE
Les générateurs de vapeur (GV) des réacteurs nucléaires sont des échangeurs de chaleur qui assurent la production de vapeur pour alimenter la turbine des centrales par réchauffement du fluide secondaire par le fluide primaire. Ce fluide primaire circule dans plusieurs milliers de tubes en U, à l’extérieur desquels le fluide secondaire est réchauffé dans une cuve cylindrique dont la vapeur de sortie est récupérée. Compte tenu de l’importante hauteur des tubes en U, ceux-ci sont maintenus par des plaques entretoises (PE) au travers desquelles le fluide secondaire remonte par des passages foliés ménagés autour des tubes. La présence de matière dans le fluide secondaire peut conduire à une obstruction progressive de ces passages foliés – c’est le phénomène dit de « colmatage » – avec modification des écoulements thermo-hydrauliques au sein du GV. De telles perturbations peuvent avoir des conséquences vis-à-vis de la sûreté de fonctionnement des installations, ce qui nécessite d’assurer une surveillance et une maîtrise du phénomène. La surveillance du colmatage et l’évaluation du niveau d’obstruction des passages foliés se fait sur les GV exploités par EDF selon 2 techniques : Des examens télévisuels (ETV) directs des foliages. Ces examens sont limités en nombre faute d’accessibilité à l’ensemble des PE et du fait du temps d’examen ; Des acquisitions indirectes par sondes à courants de Foucault (CF). Ces inspections sont plus rapides et renseignent sur l’ensemble des passages foliés. L’analyse de ces inspections s’appuie sur la forme du colmatage en bourrelets de magnétite au niveau du bord inférieur des PE, dont la propriété ferrimagnétique génère des perturbations des CF mesurés. Pour exploiter les acquisitions CF, il est primordial de distinguer la contribution des PE et celle du colmatage sur le signal CF. Ainsi, une première étape consiste à déconvoluer le signal de chaque PE par un signal de référence – supposé exempt de colmatage. L’hypothèse d’une formation de la magnétite au niveau du bord inférieur des PE a conduit à faire l’hypothèse que le bord supérieur des PE était propre et donc à utiliser cette partie du signal comme référence pour déconvoluer le signal du bord inférieur. Ensuite, plusieurs indicateurs sont calculés sur le signal déconvolué puis un apprentissage par noyau permet l’estimation finale du profil verticale de colmatage par comparaison aux ETV. Cette approche a montré des résultats cohérents aux observations ETV pendant près de dix ans, jusqu’à un écart récemment détecté qui sous-estime le colmatage de près de moitié par rapport aux observations, pour une PE particulière. L’étude de ce cas a remis en cause l’hypothèse d’un bord supérieur propre et a fait émerger une autre approche basée sur une construction d’un nouveau signal de référence à l’aide de signaux issus de GV neufs ou nettoyés. D’autres problématiques liées à la comparaison entre les signaux CF et les ETV ont permis d’affiner la cohérence des profils spatiaux obtenus lors des estimations de colmatage. Cette étude s’intègre à une stratégie plus large de maintenance et de prévention des risques du parc nucléaire français.

JE3CNumérisation et Facteurs humainsPalais des Congrès

14:50 JE.3.C.1
Smart inspection – Iondt
Bertrand Frederic – Airbus Operation / Co-auteur : Olivier Grellou, Romain Ecault – Airbus Operation
Internet of NDT (IoNDT) décrit un ensemble d’outils logiciels et d’appareils d’inspection « intelligents », NDT ou autres, qui communiquent entre eux et avec une plateforme qui collecte les données physiques liées au produit inspecté. Cette plateforme constitue ce que l’on appelle le “Digital Twin” de l’avion. Les outils de la famille IoNDT sont des solutions orientées métier apportant une assistance aux opérations d’inspection et facilitant à l’extrême les tâches de documentation et de reporting. Ces outils peuvent être adaptés aux inspections sur tout le cycle de vie de l’avion (conception, production, en service). Dans cette présentation nous présentons le concept IoNDT appliqué chez Airbus, illustré à l’aide d’exemples concrets.

15:10 JE.3.C.2
Prise en compte des facteurs organisationnels et humains (FOH) dans la performance des évaluations et contrôles non-destructifs (END/CND)
Justin Larouzee – EDF /Co-auteur : Etienne Martin – EDF
Cette communication rend compte d’une étude réalisée dans le cadre du projet de recherche collaborative FOEHN (Facteurs Organisationnels Et Humains en Evaluation Non-Destructive), financé par l’ANR. Son but est d’analyser et de modéliser l’influence des FOH dans la perspective d’une meilleure évaluation de la performance des inspections. Le projet de recherche s’est notamment appuyé sur un cas d’étude d’essais radiographiques (RT) dans lequel il est apparu que plusieurs inspections successives n’avaient pas permis de détecter un défaut existant en service. Sur la base de ce cas et d’une campagne d’observation et d’entretiens terrain, une modélisation des FOH liés à l’interprétation des radiogrammes a été réalisée à l’aide de la méthode CREAM (Hollnagel, 1998). A ce stade, il est possible de conclure que CREAM peut efficacement être adaptée à l’estimation de l’impact des FOH sur les performances des CND. Cette communication propose donc de détailler les étapes de cette adaptation et son application à un cas concret.

15:30 JE.3.C.3
Réduire les fausses indications en contrôle ultrasons : innovations sur le matériel
Olivier Cassier – Sofranel /Co-auteur : Olivier Guillin – Sofranel
L’amélioration des probabilités de détection et de bon diagnostic en contrôle Ultrasons a toujours été et reste un sujet d’actualité. De nombreuses études dans plusieurs régions du monde ont été faites dans ce sens pour évaluer l’influence de l’environnement de contrôle, les configurations de soudure, la formation initiale des opérateurs ainsi que le nombre de re- certifications. L’aspect lié au matériel utilisé a rarement été étudié. Cependant, il est indéniable que le matériel ultrasons utilisé peut avoir une influence , par la facilité d’utilisation ainsi que par des assistances à l’opérateur. L’approche originale que nous proposons consiste à intégrer dans le matériel utilisé des outils de visualisation de manière à aider l’opérateur à mieux comprendre son signal AScan. Il s’agit de développements récents qui intègrent des outils de simulation ainsi que des outils temps réel. Ces innovations présentent à la fois un intérêt du point de vue pédagogique pour des opérateurs en formation initiale ainsi que pour des opérateurs plus expérimentés dans le cas de structures plus complexes. Le risque de fausse détection et de confusion entre échos de géométrie et échos d’indications réelles est ainsi diminué.

15:50 JE.3.C.4
Réalisation d’un outil de tracking du capteur pour le suivi du geste de l’opérateur et de la couverture de zone lors d’une inspection manuelle
Michel Cardoso – CEA List /Co-auteur : Thomas Desrez, Vincent Saint-Martin, Florence Grassin, François Cartier – CEA List, Sylvie Bittendiebel – Institut de Soudure
Lors d’une inspection manuelle par ultrasons, la position et l’orientation de la sonde sur la pièce ne sont généralement pas enregistrées par le système ; la qualité de l’inspection est alors basée sur les compétences du contrôleur et les conditions opérationnelles dans lesquelles le contrôle est effectué. La conformité du contrôle avec la procédure ou, plus tard, une analyse de la conformité de l’inspection ne peut être réalisée en raison de ce manque d’informations enregistrées. Dans le cadre du projet ANR FOEHN, un dispositif de suivi optique du capteur associé à l’enregistrement des signaux a été réalisé par le CEA et utilisé notamment pour évaluer les facteurs humains et leur influence durant une inspection. Un logiciel de tracking temps réel du déplacement du capteur a ainsi été développé en portant une attention particulière à sa simplicité de mise en œuvre et la précision de la mesure. En particulier, une technique originale de calibration rapide de la surface canonique à inspecter, de l’origine de l’inspection, de la surface émissive du capteur et de la zone d’inspection a été réalisée. Interactive et réalisée en moins d’1 mn au début de l’inspection, elle s’affranchit du besoin d’un maillage CAO de la pièce et d’IHM complexes. Durant le contrôle, les données peuvent être traitées et analysées en temps réel. Etant enregistrées, elles peuvent ensuite être exploitées dans un mode « Replay », et l’opérateur ou le formateur peut voir sur le même écran le déplacement de la sonde dans l’espace d’inspection ainsi que l’image des signaux ultrasons enregistrés de manière synchrone depuis le système d’inspection. Cette technique a été mise en œuvre par l’Institut de Soudure (IS) dans le cadre du projet lors de plusieurs phases de tests. Après une première étude des facteurs conduisant à des réglages différents du poste ultrasonore, le système a permis de monitorer finement la trajectoire du traducteur lors d’inspections sur des blocs de géométrie connues, dans des conditions normales puis dans des conditions dégradées. Ces données ont permis d’isoler certains facteurs humains en fonction de leur origine et de quantifier les effets de manière indépendante.

16:10 JE.3.C.5
Fusion de signaux expérimentaux et simulés pour la création de bases de données d’outils virtuels de formation d’opérateurs UT
Benoit Puel – Extende /Co-auteur : Souad Bannouf, Bastien Clausse – Extende
Former rapidement et efficacement un opérateur CND dans le but de le certifier peut s’avérer difficile et coûteux pour certaines entreprises. La formation d’un opérateur sur un nombre pertinent de cas pratiques génère souvent des coûts non négligeables liés aux frais de transport et d’hébergement du stagiaire ou encore liés à la fabrication de pièces ou de blocs avec un matériau bien précis. Une difficulté supplémentaire peut également s’ajouter lorsqu’il s’agit de former un opérateur sur des cas pratiques particuliers pour lesquels les échantillons ou les blocs sont rares (ex : échantillons HTHA). Plusieurs solutions, basées sur des simulateurs virtuels, sont maintenant disponibles afin de proposer un grand nombre d’exercices pratiques et pédagogiques pour la formation des opérateurs UT. En revanche, une des principales difficultés est la création de bases de données de signaux. En effet, le nombre de signaux est colossal car il contient ceux de plusieurs désorientations de la sonde afin de permettre un maniement réaliste de la sonde factice. Créer des bases de données de signaux expérimentaux permet de collecter des signaux associés à tous les phénomènes physiques (échos de géométrie, ombrage, conversions de modes, etc.). En revanche, cela demande de provisionner autant de blocs que de défauts attendus, ce qui peut s’avérer très coûteux. Créer des bases de données de signaux simulés permet de générer une grande variété de cas sans provisionner les blocs, mais peut impliquer des temps de calculs importants d’autant plus que l’ensemble des phénomènes physiques doivent être simulés pour être réalistes. EXTENDE a développé une solution qui permet de combiner des signaux expérimentaux et simulés dans le but de construire de telles bases de données ultrasonores tout en bénéficiant des avantages des deux approches. L’approche proposée s’appuie sur un bloc de tôles soudées sans défaut. Ce bloc est scanné expérimentalement. Les réponses des défauts sont ensuite simulées avec la plateforme de simulation CIVA, puis fusionnées avec les signaux expérimentaux. Les échos de géométrie sont fournis par les données expérimentales, et seules des interactions avec les défauts et leurs effets sur les échos de géométrie sont calculés par simulation. La base de données de signaux fusionnés est testée avec TraiNDE UT, l’outil virtuel de formation développé par EXTENDE.

SHM@COFREND3ème Journée Annuelle sur le SHMPalais des Congrès

14h50 – Conférencier invité : Attente des Maitres d’Ouvrages autoroutiers
Jean Luc Dabert – APRR
Présentation collégiale des responsables ouvrages d’art des Sociétés d’autoroutes décrivant le cadre et le dispositif de gestion des ponts autoroutiers, les principales attentes fonctionnelles d’un gestionnaire d’ouvrages ainsi que les limites ou difficultés dans la commande et/ou exploitation de prestations de monitoring.
Biographie : Expérience de 14 ans en Ingénierie et Maîtrise d’œuvre Infrastructures routières à Scetauroute ; depuis 20 ans à APRR comme responsable Infrastructures et Environnement à la direction technique (en charge de définir la politique technique en matière de gestion des chaussées, ouvrages d’art,,… sur l’ensemble des réseaux APRR, les programmes pluriannuels d’entretien, animation de la filière technique,…) ; animateur du groupe Ouvrages d’art à l’ASFA, président du Comité Génie civil à l’Idrrim

15h10 – JE3D2
Démonstration de la détection d’émissions acoustiques par le biais d’un nouveau transducteur ultrasonique capacitif micro-usiné : le CMUT-R100.
Redha Boubenia – Institut FEMTO-ST, Univ. Bourgogne Franche-Comté / Co-auteurs : Gilles Bourbon, Patrice Le Moal, Eric Joseph, Emmanuel Ramasso, Vincent Placet – Institut FEMTO-ST, Univ. Bourgogne Franche-Comté.
Parmi les différentes techniques expérimentales utilisées pour la surveillance de la santé des structures, l’émission acoustique (EA) permet de surveiller en temps réel les grandes structures avec la possibilité de détecter, de caractériser et de localiser les dommages. En pratique, sa mise en œuvre peut être complexe, notamment pour les structures mobiles. Les principales difficultés sont liées à l’intégration des capteurs dans la structure, aux interconnexions électriques, aux différentes sources de bruit, à la détection et au traitement des signaux transitoires et à la gestion des flux massifs de données.
En général, les signaux d’EA sont recueillies par des capteurs piézoélectriques. Nous proposons une méthodologie de surveillance de la santé des structures (Structural Health Monitoring; SHM) basée sur l’EA utilisant une technologie alternative : Les transducteurs ultrasoniques capacitifs micro-usinés (Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducers : CMUT). Un des avantages réside dans la taille des capteurs permettant une intégration peu intrusive dans le matériau.

En 2002, Fraser (1) a présenté pour la première fois des transducteurs ultrasoniques capacitifs micro- usinés pour l’imagerie médicale, fabriqués par une technique de micro- stéréolithographie utilisant des matériaux polymères. Dans ce brevet, Fraser a amélioré la réponse du signal reçu par le CMUT et a montré leurs bonnes sensibilités aux signaux acoustiques de faible niveau. Appartenant à la famille des microsystèmes électromécaniques (MEMS), ils héritent notamment des avantages de la microélectronique : facilité de production en série, miniaturisation, flexibilité et donc, intégration dans des dispositifs complexes et de topologie différente. En 2006, Ozevin et al (2) ont développé des MEMS capacitifs spécifiquement réalisés pour la méthode des émissions acoustiques fonctionnant de 100 à 500 KHZ pour le SHM. Depuis, plusieurs autres équipes ont travaillé sur la fabrication, la conception et la caractérisation des CMUT (3-6). Ces travaux ont montré de bons résultats de mesure et des procédés appropriés pour la fabrication des CMUT.
Dans cet article, nous étudions un nouveau CMUT appelé CMUT-R100, utilisé comme récepteur ultrasonore. La fabrication du CMUT-R100 est réalisée à la fonderie MUMPs (Multi-Users MEMS Processes), centrale de microfabrication multi-utilisateurs localisée aux Etats-Unis. Les expériences de caractérisations sont présentées et une comparaison est effectuée avec deux transducteurs piézoélectriques.

15h30 – JE3D3
Capteurs pour l’instrumentation en Géotechnie
Clémence Carosso-Ducros – Newsteo / Co-auteurs : Franck Przysiek – Newsteo
Newsteo propose une gamme d’enregistreurs et transmetteurs sans fil qui permettent d’interfacer tout type de capteurs : enregistreurs de température et de déformation du béton, enregistreurs pour capteurs potentiométriques (fissuromètres et extensomètre de 1 à 3 voies), enregistreurs pour jauge de déformation, enregistreurs pour corde vibrante, inclinomètre, capteurs de déplacement…etc. Grâce à leurs caractéristiques très élevées (autonomie de plusieurs années, boitier étanche IP65, grande robustesse, portée radio de plusieurs kilomètres), ils sont particulièrement adaptés à une utilisation outdoor. Dans le domaine de l’instrumentation et de l’expertise en bâtiment, le sans-fil permet des économies très importantes en termes de câblage, de facilité d’installation et de maintenance.
Exemples d’utilisations des capteurs sans fil :
– Suivi de fissures
– Suivi de glissement de terrain, éboulement
– Surveillance du vieillissement d’ouvrages : ponts, bâtiments anciens, barrage…
– Surveillance pendant les travaux, avec alerte temps réel
– Surveillance de la prise et la cure du béton dans des ouvrages en construction
– Suivi de la qualité du béton, pathologie du béton, instrumentation pour le diagnostic sur la Réaction Sulfatique Interne (RSI), réactions alcali-granulat (RAG)
Le Directeur technique de Newsteo, Franck Przysiek, aura le plaisir d’animer une présentation technique au sujet de nos équipements et notamment la mise en place et le fonctionnement de nos capteurs chez nos clients.

15h50 – JE3D4
Développement d’un nœud de capteurs ultrasonores synchronisés et en phase  par technique GPS sur base PEGASE3
Bastien Chapuis – CEA List / Vincent Le Cam – UGE

16h10 – TABLE RONDE : Discussions autour des prochaines étapes

16:30
FIN DU PROGRAMME/ END OF THE COFREND DAYS 2020Démontage de l'Exposition à partir de 15h00 / Dismounting of the exhibition from 3:00 pm
8h00
Visite CEA Cadarache-ITERSous réserve suite aux changements de dates / Subject to confirmation

Sous réserve suite aux changements de dates

Retour prévu Gare Saint Charles 14h00 (connexion Navettes vers l’Aéroport de Marseille)

Le lien d’inscriptions sera affiché ultérieurement. Le groupe est limité à 50 personnes.

Pour des raisons de sécurité, les participants devront déclarer leur pièce d’identité, + adresser une copie pour valider leur inscription. Les papiers d’identité déclarés devront être ceux présentés sur place à l’accueil du site du CEA et de ITER, lors du contrôle de sécurité des visiteurs.

Afin d’organiser votre logistique, ci-dessous le déroulé de la visite du site du CEA et de ITER à Cadarache le 11 Décembre 2020 :

  • 8h00 : Départ depuis Marseille Chanot
  • 9h30 : Arrivée au CEA Cadarache, accueil et formalités d’accès
  • 9h45 – 10h30 : Présentation générale des activités en salle
  • 10h30 – 11h00 : Tour commenté du site.
  • 11h00 – 11h15 => formalités de sortie et d’entrée sur le site ITER.
  • 11h30 – 13h00 => Visite des installations ITER
  • 14h30 Arrivée à Marseille Saint Charles Gare TGV (connexion aux navettes aéroport toutes les 10 min au niveau de la gare autoroutière)
8h30
Visite Airbus HelicoptersSous réserve suite au changement de dates. / Subject to confirmation

Sous réserve suite aux changements de dates

Retour Aéroport de Marseille vers 12h30/13h00 (connexion Navettes vers Marseille Saint Charles et Centre Ville)

Le lien d’inscriptions sera affiché ultérieurement. Le groupe est limité à 26 personnes.

Pour des raisons de sécurité, les participants devront déclarer leur pièce d’identité, + adresser une copie pour valider leur inscription. Les papiers d’identité déclarés devront être ceux présentés sur place à l’accueil du site d’Airbus Helicopters, lors du contrôle de sécurité des visiteurs.

A NOTER : Merci d’apporter vos EPI pour la visite du site.

Afin d’organiser votre logistique, ci-dessous le déroulé de la visite du site d’Airbus Helicopters, à Marignane, le 11 Décembre 2020 :

  • 8h30 : Départ depuis Marseille Chanot
  • 9h00 : Arrivée à Marignane, Airbus Helicopters, accueil et formalités d’accès
  • 9h15 – 10h00 : Présentation générale des activités en salle
  • 10h30 – 12h00 : Tour commenté du site.
  • 12h30/13h00 : Retour de la navette à l’Aéroport de Marseille-Marignane (connexion aux navettes toutes les 10 min à destination de Marseille Saint Charles Gare TGV)

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